[發(fā)明專利]一種CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111505886.1
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114154134A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡愛群;胡小忠
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F21/32
• 分類號: G06F21/32;G06K9/00;G06F13/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

1.一種CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，所述提取方法包括以下步驟：

步驟1，數(shù)據(jù)采集：在CAN總線上采集信號并存儲，得到CAN信號序列Y(n)和原始波形y(n)；

步驟2，定位幀的起始位置：對CAN信號序列Y(n)進行能量檢測，定位幀起始位置；

步驟3，時鐘同步：從步驟2中所定位到的幀起始位置開始，建立一個窗序列，使用所述窗序列對所述幀的每一個符號進行同步，形成同步信號；

步驟4，重采樣：對所述原始波形y(n)進行整形和能量歸一化處理，接著使用所述同步信號對所述原始波形y(n)進行重采樣，根據(jù)判決門限對重采樣結(jié)果進行電平重建，得到理想波形x(n)；

步驟5，解析CAN數(shù)據(jù)：根據(jù)CAN幀協(xié)議格式，對重建得到的CAN理想波形進行解析，同時校驗其是否是一個完整的幀；

步驟6，根據(jù)解析結(jié)果分別對原始波形y(n)和理想波形x(n)的數(shù)據(jù)域進行截取；

步驟7，提取特征波形：分別對原始波形y(n)進行上升信號部分和下降信號部分提取得到BTT_y和TTB_y，拼接構(gòu)成特征波形O(n)；分別對理想波形x(n)進行上升信號部分和下降信號部分提取得到BTT_x和TTB_x，拼接構(gòu)成參考波形R(n)；

步驟8，特征提取：對特征波形O(n)和參考波形R(n)分別進行自相關(guān)運算，然后再計算差值得到波形W，對波形W進行數(shù)值壓縮和平滑處理即可得到CAN設(shè)備信號的物理指紋特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，所述步驟1中，在CAN總線上網(wǎng)關(guān)位置對總線上的信號進行采集，采集的信號是CAN總線上高位數(shù)據(jù)線CAN_H和低位數(shù)據(jù)線CAN_L兩路信號之間的差分信號，將采集的差分信號進行存儲，得到CAN信號的原始波形y(n)和信號序列Y(n)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，步驟1中，采集得到的信號是一段固定內(nèi)容的數(shù)據(jù)或者是隨機內(nèi)容的數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，步驟2中，所述能量檢測包括使用門限電平對幀的起始位置進行判定，所述門限電平為幀高低電平之差的1/2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，步驟3中，所述窗序列的長度為一個符號所使用的采樣點個數(shù)N，N為信號采集設(shè)備采樣率與CAN設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)送速率的比值，其中CAN設(shè)備波特率B和信號采集設(shè)備的采樣率F已知，根據(jù)所述采樣點個數(shù)N和幀的起始位置對每一個符號在信號序列Y(n)中的位置進行定位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，所述步驟4中，所述判決門限電平取自每一個符號的中間位置，即N/2位置處的電平判決結(jié)果作為當(dāng)前符號的電平。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)域取自每一個數(shù)據(jù)幀中從DLC段之后的第一個符號，到CRC段之前的第一個符號之間的波形序列。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAN設(shè)備信號中的物理指紋信息提取方法，其特征在于，步驟7中，通過對上升沿和下降沿的檢測，對原始波形y(n)提取下降信號部分構(gòu)成TTB_y序列，對原始波形y(n)提取上升信號部分構(gòu)成BTT_y序列，將TTB_y序列和BTT_y序列拼接構(gòu)成特征波形O(n)；對理想波形x(n)提取下降信號部分構(gòu)成TTB_x序列，對理想波形x(n)提取上升信號部分構(gòu)成BTT_x序列，將TTB_x序列和BTT_x序列拼接構(gòu)成參考波形R(n)。