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基于EtherCAT總線的Modbus-RTU主站網關設計[通信與網絡][信息安全]

EtherCAT在國內工控領域被廣泛應用，國內許多工業現場采用EtherCAT總線作為控制系統總線。Modbus也是一種標準開放的通信協議，許多儀器儀表、傳感器、變頻器支持Modbus協議，作為Modbus從設備被大量地應用于工控現場。為了解決工控現場EtherCAT總線與Modbus設備通信問題，設計了一種基于EtherCAT總線的Modbus-RTU主站網關模塊，實現EtherCAT總線與Modbus協議的轉化。該模塊對外支持2路RJ45接口和1路DB9接口，其中RJ45接口支持EtherCAT協議，DB9接口支持Modbus-RTU主協議。模塊通過2路RJ45接口靈活應用于EtherCAT網絡中，可以配置鏈型和環型拓撲結構。

發表于：7/2/2024 2:14:00 PM

一種多機制融合的可信網絡探測認證技術[通信與網絡][信息安全]

為了在確保網絡拓撲信息安全的同時，保留網絡的靈活性和可調性，提出了一種多機制融合的可信探測認證技術，旨在對類Traceroute的拓撲探測流量進行認證。該技術通過基于IP地址的可信認證、基于令牌的可信認證以及基于哈希鏈的可信認證三種機制融合，實現了效率與安全的平衡。通過這種方法，網絡管理員可以在不阻斷合法拓撲探測的前提下，保護網絡拓撲信息。開發了一種支持該技術的拓撲探測工具，并利用Netfilter技術在Linux主機上實現了該技術。實驗結果表明，該技術能夠有效識別可信探測，其延遲相比傳統Traceroute略有提升。

發表于：7/2/2024 2:14:00 PM

基于蜜罐的新能源工控協議模糊識別分析[通信與網絡][信息安全]

新能源行業是國家可再生能源發展的重要領域，在新能源工業控制系統網絡安全研究中需要快速確認工控協議存在的缺陷。分析了新能源風電工業控制系統存在的安全風險問題，實現了基于蜜罐輕量級部署Modbus協議，使用模糊測試的方法對協議的安全屬性快速測試并進行分析。該研究對新能源工控協議安全發展有重要研究意義。

發表于：7/2/2024 2:14:00 PM

圖結構下基于通信模式匹配的物聯網異常流量檢測方法[通信與網絡][信息安全]

物聯網的廣泛應用帶來了新的安全風險，為了在不干擾系統正常運行的前提下實時洞察網絡的異常狀態，基于流量的異常檢測方案應運而生，然而當前檢測方案普遍存在通用性欠缺、攻擊樣本依賴性強的問題。基于此，依據物聯網系統運行的物理限制與領域規范，創新性地提出了一種圖結構下基于通信模式匹配的物聯網異常流量檢測方法，在通信圖構建的基礎上利用子圖挖掘、同構子圖發現等算法分析表征物聯網系統中固定、周期、自動運轉的通信模式來構建檢測基準，并利用社區檢測算法高效、精準地發現實時流量中存在的異常數據。在BoT-IoT和IoT-23數據集上從不同數據集上的效果對比、不同檢測方案的效果對比以及不同時間窗口下的實時檢測效率三個方面對方案進行了評估，99%的檢測準確率和秒級的實時檢測時間充分證明了本方案的高效性和可用性。

發表于：7/2/2024 2:14:00 PM

基于信譽評分的共識網絡重組機制設計[通信與網絡][信息安全]

針對共識算法對良性節點占比的依賴，設計了一種基于信譽評分的共識網絡重組機制，使得網絡能在遭受攻擊或發生故障時迅速自我修復和重組，顯著提升了抗攻擊能力和服務連續性。首先基于信譽機制理論，開發了一個分布式信譽評分系統，實時評估節點信譽，有效處理潛在惡意節點。此外，提出了一種基于信譽評分的共識網絡重組機制，通過識別和隔離惡意節點來增強網絡的彈性和安全性。該機制設計了網絡彈性重組算法，整合了冗余設置、故障診斷和服務節點重新配置功能，確保網絡穩定運行和高可靠性。該研究對金融服務、云計算和物聯網等廣泛使用共識技術的高安全需求領域具有重要應用價值。

發表于：7/2/2024 2:14:00 PM

基于衛星雙向時間比對的無中心站間時間同步[通信與網絡][航空航天]

針對多站分布式協同站間高精度時間同步關鍵問題，在詳細介紹衛星雙向時間比對的基本原理和精度分析基礎上，設計了一種無中心多站衛星雙向比對邏輯架構和多站時間同步處理算法，充分考慮硬件資源約束，并提供時差測量數據冗余，避免了因某個站故障造成的全系統時間同步功能失效，提高系統時間同步的魯棒性和靈活性。基于精密單點定位技術進行了異地遠程衛星雙向時間同步精度驗證，試驗結果表明時間同步精度優于6 ns。

發表于：6/24/2024 1:03:35 PM

強干擾與通道誤差條件下弱信號DOA估計的實驗研究[通信與網絡][航空航天]

在實際測向系統中，當弱信號和強干擾空間臨近時，空間譜測向系統僅能對強干擾進行波達方向（Direction of Arrival，DOA）估計，弱信號DOA估計性能下降甚至失效。針對這一問題，研究了空間譜擴展噪聲子空間算法結合通道幅相誤差校正，在強干擾抑制條件下對弱信號進行DOA估計的方法。該方法對采樣信號的噪聲協方差進行去加權處理，并對空間譜擴展噪聲子空間算法的空間譜導向矢量進行修正。基于通用軟件無線電外設（Universal Software Radio Peripheral，USRP）和印刷偶極子線形天線陣構建實驗平臺，實驗結果證明空間譜擴展噪聲子空間算法結合改進的通道幅相誤差校正方法，能對臨近干擾源進行空間譜抑制的同時，實現對弱信號的DOA估計。

發表于：6/24/2024 1:03:34 PM

基于FPGA的光譜儀動態基線補償系統設計[通信與網絡][工業自動化]

線陣型CMOS光電圖像傳感器具有靈敏度高、光譜響應范圍大、功耗低、體積小等優點，被廣泛應用于便攜式光譜儀的開發中。為解決由CMOS圖像傳感器暗電流變大而造成的光譜儀基線漂移問題，設計一種基于FPGA的光譜儀動態基線補償系統。系統利用傳感器預留像素計算得到該幀圖像的基線值并進行實時反饋，使用高性能運算放大器、差分放大器設計電壓跟隨電路、基線補償電路和單端轉差分電路對CMOS模擬信號進行處理并進行高速A/D轉換，選用精密DAC芯片實時動態反饋基線補償值。最終測試結果表明，隨著積分時間的不斷增加，該設計始終能使光譜數據保持一個較低的基線水平。系統電路設計靈活、光譜采集準確、基線控制效果良好，比較適合檢測微弱光譜信號。

發表于：6/24/2024 1:03:32 PM

基于FPGA的便攜心電智能診斷加速器及優化選芯方案[模擬設計][醫療電子]

心電圖（electrocardiogram， ECG）是診斷與心臟相關疾病的關鍵工具，可穿戴心電監護儀Holter是院外檢測的重要手段，小型化、便攜性、實時檢測是優化方向。人工智能技術應用于包括心電診斷的各個領域，但存在參數量大、難于小型化、計算速度慢的問題，不滿足便攜心電監護儀的要求，而可編程邏輯門器件（Field-Programmable Gate Array， FPGA）有并行加速的特性。在AI智能算法硬件化的工程應用上，存在成本、速度、資源利用率的權衡，需要進行科學的芯片選型。開發了一種基于1D-CNN的、用于心電診斷的BeatNet ，對于4分類的檢測任務，該模型具有98.5% 的分類準確率。

發表于：6/24/2024 1:03:31 PM

寬帶多波束星載相控陣天線技術[微波|射頻][通信網絡]

為了滿足星載Ka波段相控陣天線瞬時工作帶寬大、同時多波束的需求，設計了一種基于子陣內相移和子陣間延遲的寬帶模擬多波束相控陣天線。設計的28×28單元陣列分為4個子陣列結構，子陣列內的每個單元使用移相器，子陣列之間使用延遲線。這種移相器和延遲線的組合控制方案可以實現相控陣天線的寬帶廣角掃描。仿真結果表明，在800 MHz的瞬時工作帶寬和±54°的掃描角下，所提出的天線的指向精度偏差不超過0.4°，增益惡化不超過0.5 dB。同時，采用封裝天線（AiP）架構實現了天線的輕薄化、集成化，適用于寬帶多波束星載相控陣天線的設計。

發表于：6/24/2024 1:03:28 PM