面向总线网络攻击的快速响应熵分析与入侵检测系统

为了解决传统的基于信息熵的车载总线网络入侵检测系统所存在的响应时间长、检测精度不足的弊端,提出了基于重叠滑动窗口优化与Renyi熵分析的快速响应入侵检测方法.首先,基于采集的总线报文数据集利用模拟退火优化算法对入侵检测系统进行离线训练,得到最优的系统配置参数;然后,依据报文ID序列构建总线网络通信数据的Renyi熵曲线,并进行实时分析,在线监测总线报文数据的异常情况;最后,利用实车ECU和攻击数据集开展硬件试验验证所提方案的有效性.测试结果表明,与传统的基于Shannon熵的入侵检测系统相比,所提方案能够有效地识别典型的车载总线网络攻击类型,同时提高非法入侵的检测精度,所提方法能够将检测响应时间缩短为传统熵检测方法的52%.

基于CAN总线的收获机整车网络架构设计

为满足中国一拖研制的15公斤喂入量的大型智能谷物联合收获机的控制与通讯需求,提出并设计了一种联合收获机智能CAN总线方案及其应用系统。该系统以CAN 2.0B协议为基础,设计了基于CAN总线应用层协议的制定原则、方法及其实现。整车验证与田间试验结果表明:该网络架构不仅实现了谷物联合收获机的整车控制和智能化监控,而且在250 kb/s波特率下,所有总线的负载率均小于33%;系统稳定可靠,具有极强的移植性、扩展性,在其他大型农业机械或工程机械的智能监控与控制系统中具有通用性。

煤矿信息通讯网络中CAN总线的应用分析

当前信息技术在我国各个领域当中都得到了全面的推广和进步,相关技术人员在信息技术基础之上,逐步延伸和开创出了多种门类的先进技术。而在这当中的CAN总线技术具备良好的通讯性能,在工业自动化、电力通讯等领域当中得到了全面的推广和应用。CAN(ControllerAreaNetwork)总线技术源自于德国,最早应用在汽车单元和控制中心的数据通讯模块当中。当前,煤矿开采事业的信息通讯仍旧存在诸多的缺陷和不足,整体通讯质量较差,共享水平不佳,特别是在指挥生产、灾害救援、突发状况处理等方面尤为明显。造成该种问题的主要原因是,井下施工作业人员的个人行为、现场环境参数信息、突发事件指挥救援等工作无法得到有效监管。通过这一技术便能逐步构建起良好的区域性监测系统,发挥出监控作用,借助煤矿数字化信息网络通讯系统提升煤矿生产工作的安全性。而结合CAN总线技术所构建的煤矿数字化信息通讯网络系统,能够及时准确的反映井下人员、生产开采以及周边环境的具体状况,各类安全风险问题也能及时得到发现,对其进行有效排除,降低各类安全生产事故的发生概率。

基于改进连续型Hopfield神经网络的CAN总线负载率优化

CAN总线负载率对于车载总线的安全性与时延性有至关重要的作用。鉴于传统的连续型Hopfield神经网络(CHNN)在解决此类问题时存在惩罚参数鲁棒性差和所得解易陷入局部最优的缺陷,本文借助模拟退火算法中的蒙特卡洛思想,提出应用于CAN总线负载率优化问题的改进连续性Hopfield神经网络算法(SA-CHNN)。选取微型电动车中99条通信信号作为实验数据进行测试,结果表明,SA-CHNN算法成功解决传统CHNN算法求解CAN总线负载率优化问题的不足,具有明显的优越性。最后,基于搭建的Simulink-Speedgoat CAN总线实验平台对SACHNN算法得到的最优信号分配的报文进行实时负载率仿真验证,结果表明SA-CHNN算法的准确性。

基于MobileViT轻量化网络的车载CAN入侵检测方法

车载控制区域网络(controller area network,CAN)总线因缺少安全措施而易被攻击,因此入侵检测系统(intrusion detection system,IDS)在保护车载CAN总线免受网络攻击中发挥着重要作用.现有基于深度学习的车载CAN总线入侵检测方法存在资源开销大和延迟较高的问题.为减少检测延迟,提高检测率,提出一种利用改进的轻量化MobileViT模型对车载CAN总线进行入侵检测的方法.首先,将攻击流量可视化为彩色图,再使用GELU替换MobileViT的MV2模块中常规ReLU6,从而作为该模块的激活函数,可有效解决神经元死亡问题,提升模型收敛速度.使用指数衰减自动更新学习率,并通过迁移学习加速训练过程实现对彩色图分类,从而达到对入侵行为的检测.基于CAR-HACKING DATASET数据集的实验表明,改进后的MobileViT在消耗较少算力的情况下对入侵行为的检测准确率为100%,模型参数仅为2.12 MB,平均响应时间仅为1.6 ms,节省了训练资源,并保证了检测的准确率.

基于CAN总线可寻址远距离多点点火网络系统设计与试验

为了提高烟幕防御系统的安全性、可靠性和智能化程度,采用总线网络拓扑结构与协议编码可寻址方式,设计了基于CAN总线可寻址远距离多点点火网络系统,开展了系统的500 m远距离可寻址功能、电性能测试和系统点火试验。结果表明:智能点火器输入线缆每增加45 m,线缆电压损耗为5.389 mV·m^(-1),线缆压降增加1.34%,输出电压幅度降低2.95%;随着系统输入电压升高,智能点火器充电电压升高,放电电压增大,5 A和10 A电流对应的放电脉宽增大。系统能实现单点可寻址点火和多点可寻址延迟点火功能,为烟幕防御系统的智能点火方式设计与应用提供依据。

多接口融合光纤总线光网络终端设计

光网络终端(network terminal,NT)是光纤数据总线中的数据传输与处理终端,是光纤总线的重要组成部分。介绍了一种集成通用异步收发传输(universal asynchronous receiver&transmitter,UART)、控制器域网(controller area network,CAN)、以太网、高速串行计算机扩展总线(peripheral component interconnect express,PCIE)等多种接口的NT。这种NT以现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)为硬件基础,通过设计各接口对应知识产权模块(intellectual property core,IP核),以及基于FPGA平台设计不同接口数据格式转换逻辑模块,完成了符合光纤数据总线要求的NT设计。以该方法设计的NT可以低延时处理在光纤数据总线上UART、CAN、以太网、PCIE等接口的数据。最后,通过与国内外相似总线产品和标准比对,表明该种NT组成的光纤数据总线可以有效解决不同类型接口之间数据传输的问题。

AUTOSAR标准的CAN网络休眠异常诊断机制研究

汽车网络管理旨在保证节点间的通信状态同步及网络故障检测,是可靠的车载网络的重要组成部分。针对AUTOSAR网络管理中对于偶发的休眠异常难以定位与复现的问题,提出了一种基于唤醒链的网络休眠异常诊断机制,将管理报文在网络中出现的先后顺序与节点唤醒的先后顺序相对应,通过在网络管理报文中携带位置信息,实时记录网络节点在唤醒链中的位置,在偶发性故障出现时,将相关信息存入非易失性内存,之后通过重建唤醒链,恢复故障发生时网络中各节点的唤醒顺序及相关运行状态信息,帮助更准确高效地定位引发故障的节点,一定程度上解决了休眠异常难以复现和检测的问题。同时利用控制器局域网络CAN总线在实验平台CANoe上验证了该方法的有效性。

基于注意力机制的CNN-LSTM网络车内CAN总线入侵检测技术

随着智能汽车功能的不断扩展和用户群体的增加,汽车自身的网络安全性问题也逐渐引起人们的重视.智能汽车的大量外部接口为攻击者提供了许多种入侵车内网络的机会,而由于车内网络本身没有任何抵御外部攻击的机制,攻击者可以很容易地通过外部接口接入车辆内部网络并操控车辆,引发严重的交通安全事故.目前针对车辆内部网络的入侵检测系统被认为是抵御车辆内部网络入侵的有效方法.提出一种基于带有注意力机制的卷积-长短期记忆神经网络算法进行车内控制器局域网(controller area network,CAN)总线入侵检测.该方法首先将CAN总线通信数据转化为图像,然后利用卷积神经网络提取其中特征,再通过带有注意力机制的长短期记忆神经网络判断CAN总线通信是否异常.实验结果证明提出的方法在各项指标中都有较好的表现,能够有效检测针对CAN总线的入侵.

一种基于CC-Link现场总线的电镀生产线行车伺服控制系统设计

阐述PLC技术、CC-Link现场总线、伺服控制器和伺服电机设计一套电镀生产线行车伺服控制系统,它具有安装布线简单、使用方便,容易扩展,能接入上层管理网络的特点。实际使用表明,该控制系统能让行车以更快、更平稳的方式在工艺槽之间运行。

CC-link IE Field现场网络在智能制造产线上的实现

文章介绍了在某智能制造产线上通过搭建日本三菱公司的CC-link IE Field现场网络,实现15个工作站通信的过程。在GX-works3中实现了硬件和参数的配置,并利用三菱GX-simulator3特有的系统模拟平台验证了此现场网络的可行性,为自动化现场设备其他方式互联通信的实现提供了参考依据,具有一定的研究价值。

适用于现场总线的无证书聚合签名方案

针对现场总线缺乏身份认证以及设备计算资源和网络带宽受限的缺点,提出一种适用于现场总线网络的无证书聚合签名方案,避免复杂的证书管理和密钥管理,在注册阶段使用中国剩余定理,提高假名分发的效率。在安全性证明部分,利用分叉引理对所提签名方案的不可伪造性进行证明。效率方面,签名生成和签名验证阶段避免计算量较大的双线性对运算,支持聚合签名,实现对签名的批量认证,适用于对实时性要求较高且计算资源受限的现场总线网络。实验结果表明,该方案相比于其它方案,计算开销和通信开销有显著降低。

基于多功能车辆总线的网络自适应重组技术方案

在城市轨道交通列车通信网络技术领域,通过WTB(绞线式列车总线)来实现车辆编组变化而进行的网络重组是常用的技术方案。为了实现基于MVB(多功能车辆总线)的网络重组,从网络重组的连接方式、自适应网络系统功能、配置过程、MVB组网控制装置及MVB动态地址分配等方面,详细阐述了多功能车辆总线的网络自适应重组技术方案,并从自适应组网控制单元的功能出发,对网络自适应重组技术方案进行检测验证。检测验证结果表明,基于MVB的网络自适应重组技术方案能较为便利地实现对车辆的组网控制,能解决多单元车辆网络组网的关键问题,灵活地配置列车通信网络系统。

多种网络传输协议及现场总线技术在水处理行业中的应用

本文主要介绍通过现场总线技术,实现在工业企业、民用智能建筑及智能化住宅设计供水处理系统、废水处理系统、生活污水处理系统、应急消防供应以及空调制冷系统等所有电动机、各类阀门及其执行机构、测试仪表等的控制、检测、状态显示、管理等实现全网络化的一种全新计算机化控制,并介绍了在卜峰水产(湛江)迈特水处理项目工程中的应用、分析了总线技术的优点,探讨了实现的途径。

适用于车载网络的1553总线通信模块设计

随着无人驾驶技术的发展,汽车系统内部产生的数据规模已经非常庞大,车载网络中应用最广的CAN总线在未来很可能无法满足需求,而FC-AE-1553总线支持光纤传输,拥有极高的传输速率与可靠性,被广泛应用于军事领域。为将1553总线应用于车载网络,结合实时操作系统,设计了基于APSoC平台的总线通信模块。经过仿真与测试,该模块支持CAN通信与1553通信,并支持总线转换,满足设计要求。

基于FC-AE-1553总线协议的报文通信方法

提出一种FC-AE-1553总线协议报文通信方法,主控制器主机模块接收上位机控制指令并存储在消息队列中,主机模块中每次从消息队列中将实际接收到的上位机控制指令存储到主控制器可编程逻辑模块的堆栈中,并建立接收的控制指令序号和堆栈中控制指令序号的映射关系。可编程逻辑模块通过FC-AE-1553总线将该控制指令发送给桥接器模块,桥接器模块通过MIL-STD-1553总线向终端模拟器设备发送,避免出现控制指令被覆盖现象,节省了硬件资源开销,并显著提高了处理上位机控制指令的实时性和可靠性。该方法尤其适用于上位机每次发送的控制指令中涉及的RT地址和RT子地址不多,但上位机控制指令发送频率较快的情形。

浅谈CAPL语言在LIN总线测试中的应用

文章首先对LIN总线的发展历史和车载应用场景进行简单介绍,然后对LIN总线的测试环境进行详细描述,并结合实际案例,对CAPL语言在LIN总线测试中的应用进行重点阐述。分析表明,CAPL语言可实现对LIN总线测试内容的全覆盖,即使搭配普通电源,也可实现对测试时间和测试动作的精确控制,有利于减少测试误差,提高测试效率。

一种基于AFDX总线的消息创建与传递过程研究

航空电子全双工交互式以太网(AFDX)总线技术通过工业标准以太网衍生而来,已逐步成为目前应用较广的航电网络数据传输方式。AFDX总线技术在通信协议和网络结构定义中引入了全双工、交互式、虚拟链路、双冗余、固定带宽分配、消息余度管理及高完整性校验等内容,很好地满足了机载设备产品对数据收发过程的高带宽、低延迟、高安全性、高可靠性、强实时性及确定性传输的要求。

基于FF总线技术工厂管控网的应用研究

通过对工厂管控网的相关情况、现场总线技术的应用价值以及基于FF总线技术的工厂管控网设计与应用进行深入研究,揭示该技术在工业领域的重要性和实际应用。研究结果可以为工厂自动化控制系统的优化提供有力支持,为工业领域的工厂自动化控制系统的应用提供有益的参考和借鉴。

基于自适应通信网络的液压支架电液控制器设计与应用

随着煤矿智能化开采技术的不断发展和进步,各类传感器、控制器等智能设备需要采集和传输的数据量越发庞大。液压支架电液控制器在收发数据出现通信延迟或者数据丢失时会对液压支架的运作控制产生干扰,甚至会产生不可估量的损失。为了解决液压支架电液控制器之间的数据通信问题,提出了基于以太网通信技术、CAN总线通信技术和无线通信技术的自适应通信网络技术,并应用于液压支架电液控制器的设计与数据的通信。该自适应通信网络算法实现了对各数据传输网络的实时监测与最优数据传输网络的自适应选择,可有效提高液压支架电液控制器之间的数据通信可靠性。