一种充电桩CAN报文的异常检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种充电桩CAN报文的异常检测方法及装置，其中，该方法包括：采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的控制器局域网CAN报文；根据预先基于信息熵和支持向量机SVM确定的异常报文与正常CAN报文的分类参数对所述CAN报文中的异常报文进行检测。通过本发明专利技术，可以解决相关技术中充电桩与电动汽车之间通信报文的异常检测比较单一、不够全面的问题，实现了快速准确检测出异常报文的效果。

An Abnormal Detection Method and Device for CAN Message of Charging Pile

The invention provides an anomaly detection method and device for charging pile CAN message, which includes: collecting the CAN message of controller LAN between charging pile and electric vehicle during charging process; detecting the anomaly message of CAN message according to the classification parameters of anomaly message and normal CAN message determined by information entropy and support vector machine SVM in advance. The invention can solve the problem of single and incomplete anomaly detection of communication message between charging pile and electric vehicle in related technology, and realize the effect of fast and accurate detection of anomaly message.

【技术实现步骤摘要】
一种充电桩CAN报文的异常检测方法及装置
本专利技术涉及电动汽车充电桩通信安全检测领域，具体而言，涉及一种充电桩CAN报文的异常检测方法及装置。
技术介绍
近年来电动汽车充电桩的发展非常迅速，电动汽车充电桩系统在开发时往往重视系统的功能实现，对安全的关注相对缺乏。相关技术中提出了电动汽车充电桩与电动汽车之间的通信协议，而对于其通信安全问题并未有相应的安全措施，因此针对该标准提出充电桩与电动汽车之间控制器局域网(ControllerAreaNetwork，简称为CAN)通信报文的异常检测，电动汽车充电桩系统是一种典型的工控系统，而近年来工控系统的通信安全面临的重大挑战，对于异常检测也有大量学者进行研究，运用较多的检测算法为基于机器学习的检测方法，但是现有检测方法检测的内容比较单一，不能够全面的进行检测。针对相关技术中充电桩与电动汽车之间通信报文的异常检测比较单一、不够全面的问题，尚未提出解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种充电桩CAN报文的异常检测方法及装置，以至少解决相关技术中充电桩与电动汽车之间通信报文的异常检测比较单一、不够全面的问题。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种充电桩CAN报文的异常检测方法，包括：采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的CAN报文；根据预先基于信息熵和支持向量机(SupportVectorMachine，简称为SVM)确定的异常报文与正常CAN报文的分类参数对所述CAN报文中的异常报文进行检测。可选地，在所述采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的CAN报文之前，所述方法还包括：采集正常充电过程中所述充电桩与电动汽车之间的正常CAN报文；确定所述正常CAN报文的信息熵；确定根据所述正常CAN报文得到的异常报文的信息熵；根据所述正常CAN报文的信息熵和所述异常报文的信息熵确定所述异常报文的检测指标；根据所述检测指标确定所述异常报文与所述正常CAN报文的分类参数。可选地，确定所述正常CAN报文的信息熵包括：统计所述正常CAN报文的参数组编号PGN在划定的不同大小的时间窗口出现的频率；根据所述频率计算不同时间窗口内所述正常CAN报文的信息熵，建立所述不同时间窗口下所述正常CAN报文的信息熵样本库，并设置所述不同时间窗口对应的标准范围。可选地，确定根据所述正常CAN报文得到的所述异常报文的信息熵包括：修改所述正常CAN报文中部分报文的发送频率并加入新PGN，得到所述异常报文；统计所述异常报文的PGN在所述时间窗口出现的频率；根据所述频率确定所述异常报文在所述不同时间窗口内的信息熵。可选地，根据所述正常CAN报文的信息熵和所述异常报文的信息熵确定所述异常报文的检测指标包括：将所述异常报文在所述不同时间窗口内的信息熵与所述正常CAN报文的信息熵样本库进行比较；根据比较的结果与所述标准范围确定所述不同时间窗口下所述异常报文的检测率和误报率；根据所述不同时间窗口下所述异常报文的检测率和误报率确定所述检测指标。可选地，根据所述不同时间窗口下所述异常报文的检测率和误报率确定所述检测指标包括：将所述异常报文的检测率最高且所述误报率最低的时间窗口确定为目标时间窗口；将所述目标时间窗口对应的标准范围确定为所述检测指标。可选地，根据所述检测指标确定所述异常报文与所述正常CAN报文的分类参数包括：对所述正常CAN报文进行处理得到正常报文数据；修改所述正常CAN报文的所述正常报文数据得到异常报文数据；根据建立的SVM对所述正常报文数据和所述异常报文数据进行分类，得到所述异常报文检测的分类参数。可选地，所述正常报文数据包括：所述正常CAN报文的PGN、优先权以及数据场内容；所述异常报文数据包括：所述异常报文的PGN、优先权以及数据场内容。根据本专利技术的另一个实施例，还提供了一种充电桩CAN报文的异常检测装置，包括：第一采集模块，用于采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的控制器局域网CAN报文；检测模块，用于根据预先基于信息熵和支持向量机SVM确定的异常报文与正常CAN报文的分类参数对所述CAN报文中的异常报文进行检测。可选地，所述装置还包括：第二采集模块，用于采集正常充电过程中所述充电桩与电动汽车之间的正常CAN报文；第一确定模块，用于确定所述正常CAN报文的信息熵；第二确定模块，用于确定根据所述正常CAN报文得到的异常报文的信息熵；第三确定模块，用于根据所述正常CAN报文的信息熵和所述异常报文的信息熵确定所述异常报文的检测指标；第四确定模块，用于根据所述检测指标确定所述异常报文与所述正常CAN报文的分类参数。可选地，所述第一确定模块，还用于统计所述正常CAN报文的参数组编号PGN在划定的不同大小的时间窗口出现的频率；根据所述频率计算不同时间窗口内所述正常CAN报文的信息熵，建立所述不同时间窗口下所述正常CAN报文的信息熵样本库，并设置所述不同时间窗口对应的标准范围。可选地，所述第二确定模块，还用于修改所述正常CAN报文中部分报文的发送频率并加入新PGN，得到所述异常报文；统计所述异常报文的PGN在所述时间窗口出现的频率；根据所述频率确定异常报文在所述不同时间窗口内的信息熵。可选地，所述第三确定模块包括：比较单元，用于将所述异常报文在所述不同时间窗口内的信息熵与所述正常CAN报文的信息熵样本库进行比较；第一确定单元，用于根据比较的结果与所述标准范围确定所述不同时间窗口下所述异常报文的检测率和误报率；第二确定单元，用于根据所述不同时间窗口下所述异常报文的检测率和误报率确定所述检测指标。可选地，所述第二确定单元，还用于将所述异常报文的检测率最高且所述误报率最低的时间窗口确定为目标时间窗口；将所述目标时间窗口对应的标准范围确定为所述检测指标。可选地，所述第四确定模块，还用于对所述正常CAN报文进行处理得到正常报文数据；修改所述正常CAN报文的所述正常报文数据得到异常报文数据；根据建立的SVM对所述正常报文数据和所述异常报文数据进行分类，得到所述异常报文检测的分类参数。可选地，所述正常报文数据包括：所述正常CAN报文的PGN、优先权以及数据场内容；所述异常报文数据包括：所述异常报文的PGN、优先权以及数据场内容。根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。根据本专利技术的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。通过本专利技术，采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的控制器局域网CAN报文；根据预先基于信息熵和支持向量机SVM确定的异常报文与正常CAN报文的分类参数对所述CAN报文中的异常报文进行检测，因此，可以解决相关技术中充电桩与电动汽车之间通信报文的异常检测比较单一、不够全面的问题，实现了快速准确检测出异常报文的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的一种充电桩CAN报文的异常检测方法的移动终端的硬件结构框图；图2是根据本专利技术实施例的充电桩CAN报文的异常检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电桩CAN报文的异常检测方法，其特征在于，包括：采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的控制器局域网CAN报文；根据预先基于信息熵和支持向量机SVM确定的异常报文与正常CAN报文的分类参数对所述CAN报文中的异常报文进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种充电桩CAN报文的异常检测方法，其特征在于，包括：采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的控制器局域网CAN报文；根据预先基于信息熵和支持向量机SVM确定的异常报文与正常CAN报文的分类参数对所述CAN报文中的异常报文进行检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采集充电过程中充电桩与电动汽车之间的CAN报文之前，所述方法还包括：采集正常充电过程中所述充电桩与电动汽车之间的正常CAN报文；确定所述正常CAN报文的信息熵；确定根据所述正常CAN报文得到的异常报文的信息熵；根据所述正常CAN报文的信息熵和所述异常报文的信息熵确定所述异常报文的检测指标；根据所述检测指标确定所述异常报文与所述正常CAN报文的分类参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述正常CAN报文的信息熵包括：统计所述正常CAN报文的参数组编号PGN在划定的不同大小的时间窗口出现的频率；根据所述频率计算不同时间窗口内所述正常CAN报文的信息熵，建立所述不同时间窗口下所述正常CAN报文的信息熵样本库，并设置所述不同时间窗口对应的标准范围。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定根据所述正常CAN报文得到的所述异常报文的信息熵包括：修改所述正常CAN报文中部分报文的发送频率并加入新PGN，得到所述异常报文；统计所述异常报文的PGN在所述时间窗口出现的频率；根据所述频率确定所述异常报文在所述不同时间窗口内的信息熵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述正常CAN报文的信息熵和所述异常报文的信息熵确定所述异常报文的检测指标包括：将所述异常报文在所述不同时间窗口内的信息熵与所述正常CAN报文的信息熵样本库进行比较；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，张宝群，赵宇彤，孙舟，潘鸣宇，王伟贤，朱洁，孟凡凤，陈海洋，田贺平，袁小溪，陈振，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11