[发明专利]一种工控信号的特征提取方法

说明书

一种工控信号的特征提取方法，包括：S1、获取并预处理工控信号以获得物理信号样本；S2、从所述物理信号样本中选取至少两组物理信号样本来做不同类别的物理信号样本的特征字节的方差图；S3、基于所述方差图获得相关系数曲线；S4、基于所述相关系数曲线获得不同类别的物理信号样本的特征阈值。实施本发明的工控信号的特征提取方法，能够通过简洁的操作提取工控信号的特征，并且对于工控信号的特征识别效率高，应用范围广。

技术领域

本发明涉及信号检测领域，更具体地说，涉及一种工控信号的特征提取方法。

背景技术

随着对工控安全的要求越来越高，现有的工控安全检测都实现在网络协议检测层面，无论在网络协议层面构建何种程度的保护，都无法避免各种层出不穷的网络攻击手段的侵入。工控设备物理信号层无疑是最根本的检测基础，建立在信号层的检测手段是更为可靠的一种检测方法。然而不同类别的工控信号对应的功能也不同，当然它们的特征也有所区别。要想快速地识别出接收到的工控信号的种类，判断它是属于正常信号、故障信号还是其他的入侵病毒信号，就需要学习到足够的信号特征知识，要求采集足够多的样本来提取不同类信号的特征。因此，需要一种操作简洁，识别效率高，应用范围广的工控信号的特征提取方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种工控信号的特征提取方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种工控信号的特征提取方法，包括：

S1、获取并预处理工控信号以获得物理信号样本；

S2、从所述物理信号样本中选取至少两组物理信号样本来做不同类别的物理信号样本的特征字节的方差图；

S3、基于所述方差图获得相关系数曲线；

S4、基于所述相关系数曲线获得不同类别的物理信号样本的特征阈值。

在本发明所述的工控信号的特征提取方法中，所述步骤S1进一步包括：

S11、获取工控设备的分类指令信号；

S12、激励所述分类指令信号并录波所述分类指令信号对应的标注标签的物理信号；

S13、对所述物理信号进行归一化处理以获取所述物理信号样本。

在本发明所述的工控信号的特征提取方法中，所述步骤S11进一步包括：

S111、选定将要被检测的工控设备并选定所述将要被检测的工控设备的指令分类方案；

S112、基于所述指令分类方案通过打标签的方式对所述工控设备的所述工控信号进行分类以获得分类指令信号。

在本发明所述的工控信号的特征提取方法中，所述步骤S2进一步包括：

S21、从所述物理信号样本中选取至少两组数量相同且覆盖值域变化范围的物理信号样本；

S22、基于所述物理信号样本按照以下公式获取方差点，并基于所述方差点做方差图：

其中σ²表示不同种类的物理信号样本对应的特征字节的方差，N表示采集的物理信号样本的样本数量，x_i表示物理信号样本的幅值大小，μ表示物理信号样本的幅值的均值。

在本发明所述的工控信号的特征提取方法中，所述步骤S3进一步包括：

S31、基于所述方差图得到所述特征字节所在的所述物理信号样本的波形；

S32、计算每个类别的波形均值以作为该类别的特征字节的参考信号；

S33、基于所述参考信号和所述物理信号样本的波形范围获得相关系数曲线。