EMI指纹：用于关键公用事业资产中的赝品检测的资产配置发现的制作方法

emi指纹：用于关键公用事业资产中的赝品检测的资产配置发现


背景技术：

1.据估计，国际供应链中的赝品电子组件在所有使用电子器件的行业(包括信息技术、医疗、军事、游戏、运输和公用事业部门)中造成每年2000亿美元的损失。赝品系统常常看起来非常真实，以至于服务工程师无法通过简单的目视检查将它们与真实系统区分开来。但是，赝品系统常常包含来自废弃系统的废旧组件、廉价制造的组件或来自回收的老式系统的旧组件，这些组件经过重新包装以类似于真实系统。
2.此类系统然后经由经纪渠道集成到供应链中。当赝品系统被运送给客户时，它们常常在到达时或在很短的时间段内出现故障，从而导致大量保修损失、平均故障间隔时间缩短以及客户不满意。在一些情况下，赝品系统甚至包括间谍芯片，其可以授予对赝品系统的未经授权的访问或控制。在公用事业部门，使用赝品电子组件不仅代价高昂，而且是主要的安全问题。公用事业组件的故障可能造成危及生命的情况，诸如停电和火灾。
3.北美电力可靠性公司(北美公用事业监管机构)已经发布了供应链风险管理条例(no.cip-013-1)以降低对于大容量电力系统可靠运行的风险。该法规要求，到2020年7月，北美大陆的所有公用事业公司必须实现检测用于发电设施、监控和数据采集(scada)子系统以及配电网资产的所有电力系统资产的赝品组件的技术。


技术实现要素：

4.在一个实施例中，一种用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，该方法包括：执行使特定型号的目标设备通电和断电的测试序列并收集目标设备在通电和断电期间发出的电磁干扰(emi)信号；从目标设备通电和断电期间收集的emi信号生成目标emi指纹；从数据库的库中检索多个参考emi指纹，其中每个参考emi指纹与和目标设备具有相同特定型号的真品设备的电子组件的不同配置对应，并且其中每个参考emi指纹是从在真品设备的对应配置上执行通电和断电序列期间收集的参考emi信号生成的；迭代地将目标emi指纹与多个参考emi指纹中的单独的参考emi指纹进行比较，并在每组被比较的目标emi指纹与单独的参考emi指纹之间生成相似性度量；以及生成信号，该信号指示目标设备(i)是真品设备，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量满足阈值测试，以及(ii)是可疑赝品设备，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量都不满足阈值测试。
5.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，其中收集在通电和断电期间从目标设备发射的emi信号包括收集目标设备通电时的emi信号的第一集合并且收集目标设备断电时的emi信号的第二集合；并且其中目标emi指纹是从emi信号的第一集合和emi信号的第二集合的组合生成的。
6.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，其中使目标设备通电和断电的测试序列包括多次通电或断电。
7.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可
疑赝品的方法，该方法还包括：从目标设备的传感器组件接收遥测信号；基于遥测信号将目标设备分类为特定型号；其中从数据库的库中检索多个参考emi指纹是基于目标设备的分类的。
8.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，该方法还包括通过以下操作生成相似性度量：对于参考emi指纹中的每个特定频率，生成参考emi指纹中的特定频率处的参考振幅-时间序列信号与目标emi指纹中的特定频率处的目标振幅-时间序列信号的多变量状态估计技术(mset)估计之间的残差；以及组合生成的残差以生成相似性度量。
9.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，其中相似性度量基于参考emi指纹与目标emi指纹之间的特定频率的集合处的平均绝对误差。
10.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，其中相似性度量是表面平均绝对误差。
11.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，该方法还包括以下中的至少一个：(i)将收集的emi信号修整为最优长度，以与参考emi指纹中的一个或多个进行比较，或(ii)将收集的emi信号的第一阶段与参考emi指纹之一的第二阶段同步。
12.在一个实施例中，用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的方法，该方法还包括：基于参考emi指纹之一和目标emi指纹生成并在图形用户界面上显示3d残差表面的可视化；(i)在信号指示目标设备是真品设备的情况下，在图形用户界面上显示目标设备是真品的视觉指示，并在图形用户界面上显示对品牌、型号和组件配置的描述，以及(ii)在信号指示目标设备是可疑赝品设备的情况下，在图形用户界面上显示目标设备可疑或是赝品的视觉指示。
13.在一个实施例中，一种存储计算机可执行指令的非暂态计算机可读介质，计算机可执行指令在至少由计算机的处理器执行时使计算机：使用软件定义的无线电装置和天线收集在目标设备在可重复测试序列中通电然后断电时由目标设备发射的电磁干扰(emi)信号；从在目标设备通电和断电时收集的emi信号生成目标emi指纹；从数据库的库中检索多个参考emi指纹，其中每个参考emi指纹与和目标设备具有相同特定型号的真品设备的电子组件的不同配置对应，并且其中每个参考emi指纹是从在可重复的测试序列中使真品设备通电然后断电时收集的参考emi信号生成的；迭代地将目标emi指纹与多个参考emi指纹中的单独的参考emi指纹进行比较，并在每组被比较的目标emi指纹与单独的参考emi指纹之间生成相似性度量；以及生成并在图形用户界面上显示目标设备是以下各项的视觉指示：真品，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量满足阈值测试；以及可疑或赝品，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量都不满足阈值测试。
14.在一个实施例中，非暂态计算机可读介质，其中收集在通电和断电期间从目标设备发射的emi信号包括在目标设备通电时收集emi信号的第一集合，并且在目标设备断电时收集emi信号的第二集合；并且其中目标emi指纹是从emi信号的第一集合和emi信号的第二集合的组合生成的。
15.在一个实施例中，非暂态计算机可读介质，其中使目标设备通电和断电的测试序
列包括多次通电或断电。
16.在一个实施例中，非暂态计算机可读介质还包括指令，指令在至少由处理器执行时使计算机：从目标设备的传感器组件接收遥测信号；基于遥测信号将目标设备分类为特定型号；其中从数据库的库中检索多个参考emi指纹是基于目标设备的分类的。
17.在一个实施例中，非暂态计算机可读介质还包括指令，指令在至少由处理器执行时使计算机进行以下操作中的至少一个：(i)将收集的emi信号修整为最优长度，以与参考emi指纹中的一个或多个进行比较，或(ii)将收集的emi信号的第一阶段与参考emi指纹之一的第二阶段同步。
18.在一个实施例中，一种用于检测包括多个电子组件的特定型号的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品的系统，该系统包括：测试序列生成器，被配置为自动控制电源以在可重复的测试序列中使目标设备交替通电和断电；emi指纹赝品扫描仪，被配置为(i)在目标设备通电然后断电时收集由目标设备发射的电磁干扰(emi)信号，(ii)从在目标设备通电和断电时收集的emi信号生成目标emi指纹，(iii)从数据存储库中检索多个参考emi指纹，其中每个参考emi指纹与特定型号的真品参考设备对应，并且还与针对特定型号的真品参考设备的电子组件的不同配置对应，(iv)将目标emi指纹与多个参考emi指纹中的单独的参考emi指纹迭代地进行比较，并在每组被比较的目标emi指纹与单独的参考emi指纹之间生成相似性度量，以及(v)生成并且在图形用户界面上显示目标设备是以下各项的视觉指示：真品，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量满足阈值测试；以及可疑或赝品，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量都不满足阈值测试。
附图说明
19.结合在本说明书中并构成其一部分的附图图示了本公开的各种系统、方法和其它实施例。将认识到的是，图中所图示的元件边界(例如，框、框的组，或者其它形状)表示边界的一个实施例。在一些实施例中，一个元件可以被实现为多个元件，或者多个元件可以被实现为一个元件。在一些实施例中，示为另一个元件的内部组件的元件可以被实现为外部组件，并且反之亦然。此外，元件可能不是按比例绘制的。
20.图1图示了emi指纹赝品扫描仪和示例目标公用事业设备的一个实施例。
21.图2图示了在其中操作emi指纹赝品扫描仪的环境的一个实施例。
22.图3图示了与公用事业资产配置发现和赝品检测相关联的方法的一个实施例。
23.图4图示了与从在使公用事业设备通电和断电期间收集的emi信号生成emi指纹相关联的方法的一个实施例。
24.图5图示了具有不同品牌/型号的示例公用事业设备，这些公用事业设备使用传感器遥测信号被预分类成类似品牌和型号的类别。
25.图6图示了与基于传感器遥测读数对目标公用事业设备进行预分类相关联的方法的一个实施例。
26.图7图示了参考波形(“黄金系统”或“gs”)以及目标波形(“被测单元”或“uut”)，作为使用对应gs的emi指纹来区分目标emi指纹的一个示例。
27.图8图示了在应用自动边缘检测以将信号向量修整到最优长度之后参考emi指纹与目标emi指纹两者中的相同emi指纹签名频率。
28.图9图示了使用分析重采样过程的优化同步对参考(gs)信号和目标(uut)信号的影响。
29.图10示出了使用未修整和修整的emi信号作为示例未加工信号以对比信号比较度量的示例emi残差。
30.图11(a)图示了用于赝品检测技术的自动化品牌-型号配置发现的示意图和过程的一个实施例。
31.图11(b)图示了用于进行基于mset的mae表征的方法的一个实施例。
32.图12图示了通过比较两个不同的公用事业设备而生成的示例3d emi残差表面。
33.图13图示了通过比较两个相似(或完全相同)的公用事业设备而生成的示例3d emi残差表面。
34.图14图示了跨频率区间之一的两个不同公用事业设备之间的示例emi残差，其触发mset警报。
35.图15图示了跨频率区间之一的两个相似(或完全相同)的公用事业设备之间的示例emi残差，其不触发mset警报。
36.图16图示了图形用户界面的实施例的两个视图，该图形用户界面用于与emi指纹赝品扫描仪的显示器一起使用以可视地呈现目标公用事业设备的emi指纹扫描的结果。
37.图17图示了配置有本文公开的示例系统、方法和/或专用装备的计算系统的实施例。
具体实施方式
38.本文描述了通过电磁干扰(emi)指纹提供关键公用事业资产中的自动化资产配置发现和赝品检测的系统和方法。
39.emi信号由电力公用事业设备(诸如变压器、发电机、逆变器、仪表或其它电网系统)在操作期间生成。这些emi信号通常被视为噪声，但这些emi信号还可以携带可以被用于为公用事业设备生成独特emi指纹(emif)的信息。例如，可以扫描具有组件的未知配置的目标公用事业设备发出的emi，以生成目标公用事业设备的目标emi指纹。生成的目标emi指纹可以与已知配置的参考公用事业设备的参考emi指纹进行比较，以确认目标公用事业设备具有已知品牌、型号和配置，或通知目标公用事业设备不具有已知品牌、型号和配置，因此可能包含一个或多个可疑赝品组件，或者可以被怀疑为完全是赝品。
40.用于电力公用事业设备的赝品检测在公用事业设备最终安装之前的供应链上的点处，例如在装载或接收码头，或在入境口岸或出境口岸或其它政府边界处，最方便地执行。在这些位置执行emi指纹扫描的人员几乎没有时间专注于扫描。但是，要求进行扫描的人员在扫描目标公用事业设备之前确定目标公用事业设备的确切品牌、型号和内部组件配置是劳动密集型且容易出错的过程。
41.注意的是，实际上存在可允许的内部真实组件配置的更多置换，而不仅仅是公用事业设备的品牌和型号的数量。指派给公用事业设备的品牌和型号不一定会在公用事业设备的新生产运行中每次升级内部组件时改变(对于复杂和/或高成本的公用事业设备尤其如此)。因此，即使品牌和型号可以多年不变，但内部组件可能随着公用事业设备的运输或生产运行的“年份”而改变。例如，内部组件可以改变，因为内部组件是增量分批生产或购买
的。虽然批次满足所有质量和性能规格，但它们可以具有不同的emi特点。根据运输或生产日期的年份，这些多次内部组件更新可能导致相同品牌和型号的真品公用事业设备的多个不同的emi指纹，但执行emi指纹扫描的人可能不容易获得这个信息。因此，执行emi指纹扫描的人不可能通过简单的检查来完全识别目标设备的内部配置。
42.但是，为参考emi指纹选择错误的品牌、型号和内部组件配置很可能导致将目标公用事业设备假阳性识别为潜在的赝品。因此，让进行扫描的人员必须识别用于被扫描的公用事业设备的确切品牌、型号和内部组件配置并将确切品牌、型号和内部组件配置输入到扫描仪器中是不可行或不期望的。
43.代替地，扫描过程需要快速、尽可能轻松，并且对于正在被扫描的目标公用事业设备的任何品牌、型号和组件配置完全不可知(agnostic)。此外，在这些位置执行emi指纹扫描的人员需要不要求执行扫描的人员拥有高级数据科学学位来解释结果的扫描过程。
44.在一个实施例中，被扫描的每个目标公用事业设备的品牌/型号和内部组件制造商由新颖的自主公用事业资产品牌、型号和组件配置发现模式识别框架自动检测。在一个实施例中，参考emi指纹取自用于公用事业设备的品牌、型号和配置(或“类型”)的参考公用事业设备。用于品牌、型号和配置的参考公用事业设备是被确认为公用事业设备的品牌、型号和配置的真品示例(“黄金系统”)的设备。在一个实施例中，目标公用事业设备经历迭代模式识别过程，该过程使用称为emi指纹表面平均绝对误差(emif smae)的配置相似性度量将目标emi指纹与参考emi指纹库进行比较。识别过程将快速推断出目标公用事业设备(或被测单元(uut))的配置，然后对可能的赝品发出警报，或呈现刚刚扫描的资产是真品、真实的、允许的配置并且不含赝品的证明。
45.虽然我们在电力公用事业设备的上下文中描述本发明，但是本发明的一般原理和技术可以应用于包括至少一个电子组件的任何电子系统。
46.—示例emi指纹赝品检测器—
47.图1图示了emi指纹赝品扫描仪100和示例目标公用事业设备105的一个实施例。emi指纹赝品扫描仪100包括连接到诸如软件定义的无线电装置之类的无线电装置120的天线(或其它emi信号传感器)115。在一个实施例中，emi指纹赝品扫描仪100还包括遥测收集器125，其可以通过遥测总线135或者替代地通过收发器140和145之间的射频传输连接到目标公用事业设备105的传感器组件130。emi指纹赝品扫描仪100还包括连接到无线电装置120和遥测收集器125的本地数据存储装置150。emi指纹赝品扫描仪100还包括公用事业设备配置发现和赝品检测逻辑155。emi指纹赝品扫描仪100还包括网络接口160和显示器165。
48.注意的是，当向公用事业设备105提供电力时，公用事业设备105生成emi信号110。进一步注意的是，在公用事业设备105的电力被切断之后，公用事业设备105可以继续生成emi信号110，至少持续一段时间。emi信号由公用事业设备105的一个或多个内部组件生成，这些内部组件可以包括但不限于控制器、开关、马达、电感器/变压器绕组、电容器、传感器和其它组件。在一些情况下，emi信号可以由多个组件之间的交互生成。在一个实施例中，天线115被配置为感测emi信号110并将emi信号施加到耦合到天线115的无线电装置120。取决于天线115和无线电装置120的配置，emi信号在宽频率频谱范围(例如从近似1mhz到近似4ghz)内被感测。
49.在一个实施例中，天线115可以包括：偶极天线、yagi-uda天线、环形天线、电气短
天线(例如，长度小于四分之一波长的开放端导线)、分形天线、抛物面天线、微带天线、四边形天线、随机导线天线(例如，长度大于一个波长的开放端导线)、贝弗里奇天线、螺旋天线、相控阵天线，以及现在已知或以后开发的任何其它类型的天线。在一个简单且廉价的实施例中，天线115可以是绝缘导线，其固定长度的绝缘层被剥去。在一个实施例中，可以选择天线的类型和长度以实现最优的辨别灵敏度和稳健性。
50.天线115可以靠近目标公用事业设备105或者远离目标公用事业设备105定位。为了在天线115中实现更好的灵敏度并因此在emi指纹赝品扫描仪100中实现更高的信噪比(snr)，目标公用事业设备105与天线115之间的较小距离是优选的。除了距离之外，天线115的灵敏度还可以受其相对于目标公用事业设备105的朝向的影响。
51.在一个实施例中，天线115在扫描期间定位在相对于目标公用事业设备105的预定距离和朝向处。这个预定距离和朝向可以是用于检测来自与目标公用事业设备105具有相同品牌和型号的参考公用事业设备的参考emi信号的相同距离和朝向。相对于被扫描的公用事业设备的天线放置的一致性可以增加emi指纹赝品扫描仪100将目标emi指纹与参考emi指纹匹配以及将目标emi指纹与参考emi指纹区分开的能力。
52.在一个实施例中，天线115可以固定到emi指纹赝品扫描仪100。在一个实施例中，天线115可以在emi指纹赝品扫描仪100扫描目标公用事业设备105期间相对于目标公用事业设备105处于固定位置(距离和朝向)。例如，天线115可以放置在靠近目标公用事业设备105的位置并且在扫描期间不移动。天线115可以固定到目标公用事业设备105的壳体，或者可以固定在目标公用事业设备105的壳体内。在一个实施例中，多个天线和/或无线电装置(未示出)可以在扫描期间相对于目标公用事业设备105定位在不同的位置和朝向。在一个实施例中，天线115在扫描过程中相对于目标公用事业设备105移动到多个不同的位置和朝向。可以根据期望选择这些各种天线位置和配置以及其它位置和配置的实施方式，以提高整个目标公用事业设备105的检测到的emi信号的信噪比(snr)，或强调由目标公用事业设备105的特定组件发射的emi信号。
53.在一个实施例中，无线电装置120被配置为将接收到的emi信号从模拟信号转换成数字信号，并以定义的时间间隔记录信号的功率振幅和频率。在一个实施例中，无线电装置120可以将记录的信号作为数据结构存储在本地数据存储装置150中，或者将它们直接提供给公用事业资产配置发现和赝品检测逻辑155以供分析。
54.诸如目标公用事业设备105之类的公用事业设备通常制造有传感器组件130，传感器组件130提供描述公用事业设备的各个方面的状态的传感器遥测信号，诸如温度、电流、电压或其它可检测信息。例如，传感器组件130可以被配置为与scada或其它分布式控制系统的远程终端单元(rtu)对接。在一个实施例中，遥测收集器125被配置为向传感器组件130呈现rtu接口。
55.在一个实施例中，遥测收集器125接收并处理传感器遥测信号。例如，遥测收集器125可以解析通过遥测总线135接收的传感器遥测信号以提取状态信息。遥测收集器125然后可以将那个状态信息作为数据结构存储在本地数据存储装置150中，或者将它们直接提供给公用事业资产配置发现和赝品检测逻辑155以供分析。
56.在一个实施例中，本地数据存储装置150是移动设备或计算机的本地数据存储库。在一个实施例中，公用事业资产配置发现和赝品检测逻辑155是移动设备或计算机的处理
器，其专门配置有执行本文描述的系统的功能中的一个或多个功能的指令。
57.—用于emi指纹扫描的示例环境—
58.图2图示了在其中操作emi指纹赝品扫描仪100的环境200的一个实施例。
59.在一个实施例中，emi指纹赝品扫描仪100是与软件定义的无线电装置120和天线115耦合的移动设备205或计算机210。在一个实施例中，网络接口160被配置为使emi指纹赝品扫描仪100能够通过通信网络215与一个或多个远程计算机交互。在一个实施例中，emi指纹赝品扫描仪100可以向诸如web接口服务器220之类的web服务器发送请求并从其接收响应。这些通信可以采用使用javascript对象表示法(json)作为数据交换格式的远程表示状态传输(rest)请求的形式或者采用去往和来自xml服务器的简单对象访问协议(soap)请求的形式。
60.在一个实施例中，web接口服务器220被配置为使emi指纹赝品扫描仪100能够访问由云应用基础设施225提供的资源。除了web接口服务器220之外，云应用基础设施225还包括服务器侧公用事业资产配置发现和赝品检测系统230和一个或多个数据存储设备235。web接口服务器220、系统230和数据存储设备235通过本地网络240互连。在一个实施例中，服务器侧公用事业资产配置发现和赝品检测系统230是一个或多个计算设备，其专门配置有执行本文描述的系统的功能中的一个或多个功能的指令。在一个实施例中，目标emi指纹的分析由服务器侧公用事业资产配置发现和赝品检测系统230响应于来自emi指纹赝品扫描仪100的请求而被执行，并且结果被返回到emi指纹赝品扫描仪100以供显示给用户。在另一个实施例中，目标emi指纹的分析由emi指纹赝品扫描仪100执行。
61.在一个实施例中，还提供了测试序列生成器245。测试序列生成器245通过目标公用事业设备105中的一个或多个组件操作以控制功率。在操作中，测试序列生成器245可以通过目标公用事业设备105的组件创建功率振幅的方波。用于测试序列的指令，包括方波的振幅和持续时间，可以在测试序列生成器245中预编程和/或由emi指纹赝品扫描仪100控制。
62.在一个实施例中，对于一些类型的公用事业设备，可以通过在高功率和低功率供应状态之间切换输送到目标公用事业设备105的电源供应来生成适当的方波以将目标公用事业设备105置于“通电”操作状态(高电源供应)和“断电”操作状态(低电源供应)。在一个实施例中，通电状态可以是全功率供电状态。在一个实施例中，通电状态可以是比低供电状态相对高的供电状态，并且断电状态是比高供电状态相对低的供电状态。在一个实施例中，断电状态可以是完全切断电源供应的供电状态——“无电力”供电状态。在一个实施例中，断电状态可以是“空闲”供电状态，其中供应给目标公用事业设备105的电力是维持目标公用事业设备105在可能的最低功率水平下的操作所需的最小电力。在这种配置中，测试序列生成器245被串联放置在电源250和目标公用事业设备105之间并且控制电力从电源250到目标公用事业设备105的输送。测试序列生成器被配置为根据用于使目标公用事业设备105通电和断电的测试序列的指令来向目标公用事业设备105提供高功率和低功率电源的测试序列。
63.在另一个实施例中，对于一些类型的公用事业设备，可以通过在高功率和低功率汲取状态之间切换目标公用事业设备105上的负载来生成适当的方波以将目标公用事业设备105置于通电操作状态(处于高功率汲取)和断电操作状态(处于低功率汲取)。在一个实
施例中，通电状态可以是全功率功率汲取状态。在一个实施例中，通电状态可以是比低功率汲取状态相对高的功率汲取状态，而断电状态是比高功率汲取状态相对低的功率汲取状态。在一个实施例中，断电状态可以是完全切断负载的功率汲取状态——“无功率”功率汲取状态。在一个实施例中，断电状态可以是“空闲”功率汲取状态，其中从目标公用事业设备105汲取的功率是维持目标公用事业设备105在可能的最低功率水平下的操作所需的最小功率。在这个替代配置中，测试序列生成器245被串联放置在目标公用事业设备105和地255之间并且控制从目标公用事业设备105汲取的电力负载。测试序列生成器被配置为根据用于使目标公用事业设备105通电和断电的测试序列的指令来向目标公用事业设备105提供高功率和低功率功率汲取(负载)的测试序列。
64.在一个实施例中，可以将测试序列生成器245添加到用于初始加电自检的暂存区。公用事业资产通常被解包，然后首先在post测试中通电，然后再安装到生产系统中。因而，在设置目标公用事业设备进行post测试时执行emi指纹赝品扫描是个方便的时间。在一个实施例中，在目标公用事业设备在暂存区中被设置以进行测试时，将测试序列应用于目标公用事业设备。
65.—示例配置发现和赝品检测方法—
66.在一个实施例中，本文描述的方法的一个或多个步骤可以由一个或多个计算设备的处理器(诸如参考图17中所示和描述的处理器1710)执行，该处理器(i)访问存储器(诸如存储器1715和/或参考图17中所示和描述的其它计算设备组件)并且(ii)被配置有逻辑(诸如参考图17所示和描述的公用事业资产配置发现和赝品检测逻辑1730)以使系统执行方法的步骤。例如，处理器访问存储器并从存储器读取或写入存储器以执行本文描述的计算机实现的方法的步骤。这些步骤可以包括(i)检索任何必要的信息，(ii)计算、确定、生成、分类或以其它方式创建任何数据，以及(iii)存储计算、确定、生成、分类或以其它方式创建的任何数据。对存储(storage或storing)的引用指示存储为计算设备的存储器或存储装置/盘(诸如参考图17所示和描述的计算设备1705的存储器1715或存储装置/盘1735或远程计算机1765)中的数据结构。在一个实施例中，方法的后续步骤可以响应于解析接收到的信号或检索到的存储的数据而开始，该信号或数据指示前一步骤已至少执行到后续步骤开始所必需的程度。一般而言，接收到的信号或检索到的存储的数据指示前一步骤的完成
67.图3图示了与公用事业资产配置发现和赝品检测相关联的方法300的一个实施例。方法300是用于检测包括多个电子组件的目标公用事业设备是真品还是可疑赝品(例如，包含至少一个赝品组件)的方法。
68.方法300可以基于各种触发来发起，各种触发诸如通过网络接收信号或解析存储的数据，该信号或数据指示：(i)emi指纹赝品扫描仪的用户(或管理员)已经发起方法300，或(i)其它触发。方法300响应于解析接收到的信号或检索到的存储的数据并确定该信号或存储的数据指示方法300应当开始而在开始框305处发起。处理继续到过程框310。
69.在过程框310处，系统执行使特定型号的目标设备通电和断电的测试序列，并收集目标设备在通电和断电期间发射的电磁干扰(emi)信号。然后在过程框310处的处理完成，并且处理继续到过程框315。
70.在过程框315处，系统从在目标设备的通电和断电期间收集的emi信号生成目标emi指纹。过程框315处的处理完成，并且处理继续到过程框320。
71.在过程框320处，系统从数据库的库中检索多个参考emi指纹。每个参考emi指纹与和目标设备具有相同特定型号的真品设备的电子组件的不同配置对应。而且，每个参考emi指纹都是根据在对真品设备的相应配置执行通电和断电序列期间收集的参考emi信号生成的。过程框320处的处理完成，并且处理继续到过程框325。
72.在过程框325处，系统迭代地将目标emi指纹与多个参考emi指纹中的单独的参考emi指纹进行比较，并在目标emi指纹与单独的参考emi指纹的每个被比较集合之间生成相似性度量。过程框325处的处理完成，并且处理继续到判定框330。
73.在判定框330处，系统确定任何单独的参考emi指纹的相似性度量是否满足阈值测试。如果任何单独的参考emi指纹的相似性度量满足阈值测试(是)，那么在判定框330处的处理完成并且处理继续到过程框335。如果任何单独的参考emi指纹的相似性度量都不满足阈值测试(否)，那么在判定框330处的处理完成并且处理继续到过程框340。
74.在过程框335处，系统生成指示目标设备是真品设备的信号。在过程框335处的处理完成，并且处理继续到结束框345，在那里过程300结束。
75.在过程框340处，系统生成指示目标设备是可疑赝品设备的信号。在过程框335处的处理完成，并且处理继续到结束框345，在那里过程300结束。
76.下面更详细地描述方法300的前述过程框中的每一个。
77.—执行测试序列和收集信号—
78.再次参考过程框310，在一个实施例中，例如通过测试序列生成器245来执行使特定型号的目标设备通电和断电的测试序列。在一个实施例中，使目标设备通电和断电的测试序列包括多次通电或断电。在一个实施例中，测试序列在以下大致相等的部分之间循环：(i)提供高电源或负载以将目标设备置于通电状态，以及(ii)提供低电源或负载以将目标设备置于断电状态。在一个实施例中，在到目标设备的高电源或负载(通电)下具有30秒的周期和在到目标设备的低电源或负载(断电)下具有30秒的周期的测试序列可以是适当的。在其它实施例中，其它测试序列可以是适当的，例如具有更短或更长的通电/断电时段，或具有不相等的通电/断电时段。在一个实施例中，测试序列生成器被配置为自动控制功率或负载以在可重复的测试序列中交替地对目标设备进行通电和断电。
79.在一个实施例中，在测试序列生成器245控制针对目标设备的电源的情况下，测试序列生成器245将来自电源250的高功率和低功率提供给输入端(诸如变压器的初级端子之一)以在测试序列中分别对目标设备进行通电和断电。例如，以重复的周期交替地提供和中断到目标设备的电力。在另一个实施例中，在测试序列生成器245控制从目标设备汲取的功率负载的情况下，测试序列生成器245在输出端(诸如变压器的次级端子之一)上分别提供高功率和低功率负载以在测试序列中分别对目标设备进行通电和断电。例如，目标设备上的负载在重复的周期中交替施加和停止。
80.在一个实施例中，在过程框310处在目标设备上执行的测试序列与最初在参考设备上执行以生成它们的相应参考emi指纹的测试序列相同。换句话说，相同的测试序列被用于生成参考emi指纹和目标emi指纹两者。
81.仍然参考过程框310，在一个实施例中，天线115和无线电装置120在由测试序列生成器245实现的通电和断电期间收集由目标设备发射的电磁干扰(emi)信号。在一个实施例中，在目标设备在可重复的测试序列中被通电然后断电时，emi指纹赝品扫描仪100被配置
为使用软件定义的无线电装置120和天线115收集由目标设备发射的电磁干扰(emi)信号。在收集emi信号期间，(一个或多个)天线可以如上面参考图1所描述的那样被定位。来自目标设备的emi信号的收集可以被称为“扫描”目标设备。在目标设备通电和断电时，都从目标设备收集emi信号。例如，收集在通电和断电期间从目标设备发射的emi信号包括在目标设备通电时收集emi信号的第一集合和在目标设备断电时收集emi信号的第二集合。换句话说，包括方波的“顶部”(表示高功率或通电状态)和方波的“底部”(表示低功率或断电状态)的连续时间序列信号。当目标公用事业设备关闭时，方波的底部为零。当目标公用事业设备切换到“空闲”时，方波的底部不为零，而是处于某种低功率状态。但是，无论针对方波的底部收集的emi信号的性质如何，目标emi信号的整个收集的方波序列，包括顶部和底部，都包括在目标emi指纹中。目标emi指纹是由emi信号的第一集合和emi信号的第二集合的组合生成的。即使在目标公用事业设备在低功率状态下关闭时，emi信号的第二集合对于生成emi指纹也可以是有用的，因为即使在公用事业设备的电源被切断后，目标设备也可以继续生成emi信号。因此，在生成目标emi指纹时，方波底部的处理与方波顶部的处理没有区别。顶部和底部的所有周期性重复都包括在测试序列中的一个长时间序列中。
82.—生成指纹—
83.再次参考过程框315，在一个实施例中，系统从在目标设备的通电和断电期间收集的emi信号生成目标emi指纹。如上面所讨论的，在一个实施例中，收集的信号包括在目标设备处于通电状态时以及在目标设备处于断电状态时收集的emi信号。
84.图4图示了方法400的一个实施例，该方法400与诸如在方法300的过程框315处在使公用事业设备通电和断电期间收集的emi信号生成emi指纹相关联。注意的是，目标公用事业设备的目标emi指纹和参考(已确认是真实的)公用事业设备的参考emi指纹都可以以类似方式从收集的emi信号中生成。方法400响应于解析指示方法400应当开始的接收到的信号或检索到的存储的数据而在开始框405处开始。处理继续到过程框410。
85.在过程框410处，系统将与收集的emi信号相关联的频率范围划分为多个“区间”，并且用代表性频率值表示每个离散区间。在一个实施例中，这些频率区间和相关联的频率值是等距的。在一个实施例中，区间和代表频率被存储在本地数据存储装置150或数据存储库235中。过程框410处的处理完成，并且处理继续到过程框415。
86.在过程框415处，系统以规则的时间间隔(诸如每秒一次)为每个代表性频率值提取振幅-时间对，以形成用于那个代表性频率的振幅-时间序列。在一个实施例中，可以从存储在本地数据存储装置150中的记录的信号的数据结构中检索振幅-时间对，并且可以将所得到的序列存储在本地数据存储装置150或数据存储库235中。过程框415处的处理完成，并且处理继续到过程框420。
87.在过程框420处，系统选择与最强功率谱频率相关联的n个代表性频率值的子集。具有最高信噪比的信号通常在功率谱密度(psd)图上具有最高的峰。在一个实施例中，对每个代表性频率的振幅-时间序列执行诸如快速傅立叶变换(fft)之类的变换。按照变换结果的次序对代表性频率进行排名，从而按照峰的高度的次序对代表性频率进行排名。选择具有最高峰的前n个代表性频率。在本发明的一个实施例中，n通常小于或等于20。这n个选择的频率可以被称为“签名频率”。在一个实施例中，签名频率的指示符可以存储在本地数据存储装置150或数据存储库235中。过程框420处的处理完成，并且处理继续到过程框425。
88.在过程框425处，系统使用与签名频率相关联的振幅-时间序列来生成emi指纹。在一个实施例中，生成的emi指纹存储在本地数据存储装置150或数据存储库235中。在过程框425处的处理完成，并且处理继续到结束框430，在那里过程400结束。
89.—检索参考emi指纹—
90.再次参考方法300，在过程框320处，系统从数据库的库中检索多个参考emi指纹。在一个实施例中，数据库的库是用于参考公用事业设备的所有真品品牌和型号的所有可能的有效置换组件配置的参考emi指纹的储存库。对于每个品牌、型号和配置，参考emi指纹是通过对经认证、确认或以其它方式已知为具有公用事业设备的该品牌、型号和配置的真品示例的公用事业设备执行测试序列并收集从该公用事业设备发射的emi信号来创建的。然后参考公用事业设备的品牌、型号和配置将得到的emi指纹存储在数据库的库中。在一个实施例中，数据库的库被远程维护，诸如在云服务器上，例如在数据存储库235中。emi指纹赝品扫描仪100利用对web接口服务器220的请求(诸如rest请求)来发起检索，以从数据存储库235检索参考emi指纹。web接口服务器220从数据存储库235中检索参考emi指纹，并将参考emi指纹与传输到emi指纹赝品扫描仪100的网络接口160的rest请求一起返回。在另一个实施例中，数据库的库被维护在emi指纹赝品扫描仪100的本地数据存储装置150中。emi指纹赝品扫描仪100生成并执行从本地数据存储装置150中检索参考emi指纹的命令。本地维护的数据库的库可以不时地根据云上维护的数据库的库进行更新。
91.在一个实施例中，emi指纹赝品扫描仪100被配置为从数据存储库中检索多个参考emi指纹。在一个实施例中，参考emi指纹与特定型号的真品参考设备对应，并且还与针对特定型号的真品参考设备的电子组件的不同配置对应。
92.—目标公用事业设备的预分类—
93.在一个实施例中，类似的公用事业设备可以表现出可由传感器组件130检测的类似特征。如上面所讨论的，可以存在公用事业设备的给定的品牌-型号的许多组件配置。虽然公用事业设备的各种品牌、型号和组件配置可以具有完全不同的换能器组和不同数量的传感器，但与配置发现相关的是公用事业设备表现出的一般模式。由传感器组件130检测并提供给遥测收集器125的信息使得emi指纹赝品扫描仪能够确定以下中的一项或多项：
94.1.(i)按外部环境温度，和(ii)按(来自绕组电流的)负载签名的单独的气体的变化率；
95.2.温度信号的增量，例如，内部温度传感器的读数减去每个负载特征的环境外部温度；
96.3.与环境温度和负载签名的双变量函数相比，局部放电信号(如果可用)的移动窗口局部放电相关系数；以及
97.4.其它信号的归一化的比率，其示出了在现场经历降级的公用事业设备的故障前趋势，但在任何健康资产中都没有示出相同的模式。
98.例如，第一品牌和型号的公用事业设备可以在80和100度之间操作，而第二品牌和型号的公用事业设备可以在150和200度之间操作。这些物理特点可以被传感器组件130检测到并且证明这两种类型具有完全不同的性质。因此，基于传感器遥测信号和从它们得出的度量，可以对各种公用事业设备品牌、型号和组件配置进行分类，如图5中所示。图5示出了具有不同品牌/型号的示例公用事业设备505，这些公用事业设备使用传感器遥测信号被
预分类为类似品牌和型号510的类别。
99.在一个实施例中，目标公用事业设备因此可以基于传感器遥测读数被预分类为属于所有可能类型的品牌、型号和组件配置的集合中的特定品牌和型号子集。这减少了需要检索并与目标emi指纹进行比较的参考emi指纹的数量。用于比较的参考emi指纹的减少可以非常显著。例如，在数据库的库包含数万个参考emi指纹的情况下，将目标公用事业设备识别为属于特定品牌和型号的能力将把用于比较的参考emi指纹的数量减少为仅与那个品牌和型号相关联的选择的少数。这种比较次数的减少大大减少了将目标公用事业设备识别为真品或可疑赝品所需的时间，并且还减少了云应用基础设施225上的检索处理负载。
100.图6图示了与基于传感器遥测读数对目标公用事业设备进行预分类相关联的方法600的一个实施例。方法600可以基于各种触发来发起，各种触发诸如通过网络接收到信号或解析存储的数据，该信号或数据指示例如emi指纹赝品扫描仪100的用户已经发起方法600。响应于指示方法600应当开始的触发，方法600在开始框605处开始。处理继续到过程框610。
101.在过程框610处，系统从目标设备的传感器组件接收遥测信号。在一个实施例中，emi指纹赝品扫描仪100通过遥测收集器125从传感器组件130接收遥测信号。过程框610处的处理完成，并且处理继续到过程框615。
102.在过程框615处，系统基于遥测信号将目标设备分类为特定型号。在一个实施例中，该系统针对真品公用事业设备的传感器遥测信息训练机器学习模型(诸如稍后由“mset”表示的多变量状态估计技术)，该真品公用事业设备被标记为被感测的公用事业设备的品牌和型号。从目标公用事业设备接收到的传感器遥测信号被提供给经训练的机器学习模型以指派品牌和型号。在一个实施例中，从数据库的库中检索到的参考emi指纹限于适用于识别出的品牌和型号的指纹。换句话说，(在方法300的过程框320处)从数据库的库中检索多个参考emi指纹是基于目标设备的分类的。在过程框615处的处理完成，并且处理继续到结束框620，在那里过程600结束。
103.前述传感器遥测预分类分析是一种方便的前端预处理，其通过显著减少将需要与目标emi指纹迭代比较的参考emi指纹的数量来减少用于赝品检测的自动配置发现所需的时间和计算负担。
104.—迭代比较emi指纹—
105.再次参考过程框325至340，系统将目标emi指纹与多个参考emi指纹中的单独的参考emi指纹进行迭代比较，并在目标emi指纹与单独的参考emi指纹的每个被比较集合之间生成相似性度量。在一个实施例中，依次将m个参考emi指纹中的每一个与目标emi指纹进行比较。比较过程一直持续直到(i)找到其中生成的相似性度量满足阈值测试的单独的参考emi指纹，或(ii)在将目标emi指纹与m个参考emi指纹中的每一个进行比较之后，没有相似性度量满足阈值测试。满足阈值测试指示目标emi指纹与参考emi指纹匹配，并且不满足阈值测试指示目标emi指纹和参考emi指纹不匹配。
106.在一个实施例中，例如在完成多个目标设备的emi指纹扫描的过程中，已经从多个目标公用事业设备获取了多个目标emi指纹，然后将该多个目标emi指纹存储以供以后的批处理。m个参考emi指纹和n个目标emi指纹通过置换操作配对，该置换操作系统地考虑所有可能的参考-目标对。如上所述，为每次比较生成相似性度量，并且阈值测试的满足指示匹
配，而失败指示被比较的emi指纹之间的不匹配。
107.如果任何参考emi指纹满足相似性度量，那么系统生成目标设备被验证为真实的、真品设备的信号。如果任何参考emi指纹都不满足相似性度量，那么系统生成指示目标设备可能是赝品，或者至少以在数据库的库中没有emi指纹的配置被构造的信号。
108.注意的是，未能满足相似性度量以及目标设备可能是赝品的所得到的信号并不一定暗示整个目标设备由赝品组件组成。代替地，它指示目标设备被怀疑包含一个或多个赝品组件。虽然在一些情况下整个目标设备可能是赝品，但是更有可能目标设备只有一个或几个内部赝品组件。当目标设备是由许多组件组成的大型系统时，可能尤其如此。在本文中，目标公用事业设备可以被称为“可疑/怀疑赝品”作为“怀疑包含一个或多个赝品组件”的简写。
109.在一个实施例中，emi指纹赝品扫描仪100被配置为生成并在图形用户界面上显示视觉指示，该视觉指示表示目标设备是：(i)真品，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量满足阈值测试，以及(ii)可疑或赝品，其中任何单独的参考emi指纹的相似性度量都不满足阈值测试。
110.在一个实施例中，视觉指示可以包括在图形用户界面上对品牌、型号和组件配置的描述的显示。这可以像显示目标公用事业设备的品牌、型号和配置编号或年份信息一样简单。或者，该描述可以包括关于目标公用事业设备的特定配置的附加信息。
111.在一个实施例中，如果每个目标公用事业设备(uut)都被证明没有内部赝品组件，那么呈现“绿灯”通知。或者，如果目标公用事业设备(uut)被怀疑拥有一个或多个内部赝品，那么呈现“红灯警报”。系统可以例如通过将标记作为数据结构存储在数据存储库235中来标记目标公用事业设备(uut)以供服务和安全人员进行后续详细分析。
112.在一个实施例中，在信号指示目标设备是真品设备的情况下，系统在图形用户界面上显示目标设备是真品的视觉指示。例如，视觉指示可以是指示目标公用事业设备是“真品”、“真实的”、“经验证的”的大绿色图标的显示，或指示目标公用事业设备的目标emi指纹与用于真品物品的参考emi指纹匹配的其它语言。
113.如果存在是真实的但在数据库的库中还没有针对其的参考(gs)emi指纹的系统，那么警报也将触发。从目标公用事业设备扫描的这个品牌/型号/配置然后可以添加到数据库的库中该品牌和型号的参考(gs)emi指纹。通常，这种情况不是预期的——因为公用事业设备推出过程包括为引入的每个新组件配置将参考(gs)emi指纹上传到数据库。因此，红灯警报更有可能表示安全问题。但是，这个系统还使得能够方便地校正任何故障，以便在数据库的库中包括参考(gs)emi指纹。另外，如果存在过程或业务故障，并且允许的配置未进入参考(gs)emi指纹的数据库的库的最新更新，那么它将在这个步骤期间被捕获。
114.—用于emi指纹比较的信号对准—
115.当将目标emi指纹与参考emi指纹进行比较时，被比较的信号应当被预处理(例如，清理)并对准以避免对可能的赝品公用事业设备的假阳性检测。图7示出了针对emi指纹的一个示例签名频率的参考波形(“黄金系统”或“gs”)(顶部)705，以及目标波形(“被测单元”或“uut”)(底部)710。参考波形705和目标波形710在此示出以用于在任何信号清理过程和对准之前进行比较。波形图的x轴上的值以emi信号取得的采样数给出，并且y轴上的值以分贝-毫瓦(dbm)给出。参考emi指纹和目标emi指纹之间的采样率是一致的。图7中绘制的功率
信号的近似方波模式是由于参考和目标公用事业设备根据测试序列的开/关、通电/断电、高功率/低(无)功率操作。
116.在一个实施例中，通过将目标信号修整到最优长度来改进信号质量和对准。图8图示了在应用自动边缘检测以将信号向量修整到最优长度之后参考emi指纹和目标emi指纹中的相同emi指纹签名频率，该长度以指纹签名处振幅的主要转换开始和结束。这种修整实现了参考信号与目标信号的粗略对准。对准防止在较高振幅和较低振幅状态之间的过渡附近的emi指纹之间的残差中的不期望的尖峰。注意的是，参考(gs)信号(顶部)805与目标(uut)信号(底部)810异相。在检查两个信号的(沿着x轴的)采样点域时，相移是可见的。这种异相对准是不可避免的，因为扫描是通过人工扫描目标公用事业设备手动触发的。因此，在一个实施例中，系统(i)将目标(收集的)emi信号修整到最优长度，以与参考emi指纹中的一个或多个进行比较，(ii)将参考emi信号修整到最优长度，以与目标(收集的)emi信号进行比较，或(iii)将目标(收集的)emi信号和参考emi指纹都修整到最优长度，以相互比较。
117.在一个实施例中，通过应用诸如oraclelab的分析重采样过程(arp)之类的相移同步进一步改进相位对准，并校正相移。图9图示了使用arp的优化同步对参考(gs)信号和目标(uut)信号的影响。原始参考(gs)和目标(uut)信号在同一个轴(顶部)905中示出，以说明两个信号的未对准程度有多严重。在应用arp之后，参考(gs)和目标(uut)信号也示为在同一个轴(底部)910中绘制，从而示出这两个信号实际上是如何同步的。因此，参考(gs)公用事业设备和目标(uut)的分区的时间序列emi信号由arp优化地同步。因此，在一个实施例中，系统将目标(收集的)emi信号的第一阶段与参考emi指纹之一的第二阶段同步。
118.回想一下，每个签名频率是具有最高信噪比的前n个频率区间之一，被选为包括在emi指纹中作为最具信息性的。在一个实施例中，选择n＝20个区间来表示用于每个系统的3d emi指纹。但是，该框架是灵活的并且可扩展到任何更多或更少数量的区间。n＝20个区间在实践中运行良好。信号清理和对准过程，包括参考图8描述的修整信号向量和参考图9描述的相移同步，将在迭代循环中针对emi指纹的所有n个签名频率(顶部频率区间)重复。用于签名频率的每对参考(gs)和目标(uut)信号都将被修整和相移，以确保参考与目标emi指纹的更准确比较。
119.—emi指纹表面平均绝对误差—相似性度量—
120.本文引入了称为emi指纹表面平均绝对误差(emif same或smae)的自主相似性度量或“类似性”度量，以快速推断目标公用事业设备的未知配置。在一个实施例中，参考方法300描述的相似性度量是emi指纹表面平均绝对误差。smae及其分量平均绝对误差(mae)是用于3d表面微分的定量数值度量。smae使得能够自动和凭经验选择被扫描的目标公用事业设备的准确真实配置，而无需系统的用户交互/分心。
121.两个3d emi指纹表面之间的人类视觉比较仅产生相似性的定性比较。这种定性比较是参考(gs)公用事业设备与目标(uut)是相似-相似配置还是相似-不相似配置的不一致指示物。另外，人类视觉比较无法扩展——人类不具有通过向系统添加资源来处理增长数量的工作的能力。我们在这里引入定量度量，称为平均绝对误差(mae)，它应用于上面讨论的修整和相移同步之后的各个信号，然后是表面mae(smae)，它是针对被挑选为表示资产“指纹”的所有n个签名频率跨emi指纹的3d表面的总和。
122.在一个实施例中，相似性度量基于参考emi指纹与目标emi指纹之间的特定频率的
集合处的平均绝对误差。
123.参考信号与目标信号在签名频率处的平均绝对误差mae可以由以下公式表达，
[0124][0125]
其中m是构成用于签名频率的振幅-时间序列的振幅-时间对的总数(目标信号的长度)，i是索引，并且y是索引i处的参考信号的值，并且x是索引i处的目标信号的值。
[0126]
指纹的每个签名频率上的表面平均绝对误差smae可以用以下公式表达，
[0127][0128]
其中n是emi指纹中签名频率的总数，并且j是索引。因此，用于目标(uut)emi指纹的整个方波时间序列从参考(gs)emi指纹的整个方波时间序列中减去，以计算表面mae。
[0129]
图10示出了用于示例未加工信号的示例未修整残差1005和经修整的残差1010以对比信号比较度量。在应用arp同步之前和应用arp同步之后的参考(gs)与目标(uut)emi信号之间的残差(顶部)是用于确定信号之间的相关性的度量。mae是用于单独的时间序列信号的残差的标量表示，而smae是用于确定信号的组之间的累积相关性的标量值(底部)。如从图中可以推断的，相位差可以错误地指示信号之间的差异，arp显著改善了所有单独信号mae度量，并且现在针对参考(gs)和目标(uut)emi信号的所有置换在成对比较中正确识别3d emif之间的相似性。
[0130]
区间残差和表面残差由修整操作和arp优化同步之前和之后的mae和smae表征。注意的是，原始的、修整前的smae 1015较大，接近560。修整信号将smae降低到272，如arp前表征1020所示。最终优化的相似性度量1025示出smae仅为6。对于这个示例数据，改进将原始smae从560减少到6。这给出了阈值的大小的指示，该阈值可以被设置以用于在目标emi指纹与参考emi指纹之间进行比较。
[0131]
—用于赝品检测的示例自动品牌-型号配置发现—
[0132]
在一个实施例中，相似性度量是通过针对参考emi指纹中的每个特定频率执行以下操作而生成的：生成参考emi指纹中特定频率处的参考振幅-时间序列信号与目标emi指纹中特定频率处的目标振幅-时间序列信号的mset估计之间的残差；并组合生成的残差以生成相似性度量。
[0133]
图11(a)图示了用于赝品检测技术的自动化品牌-型号配置发现的示意图和过程1100的一个实施例。图11(b)图示了用于进行基于mset的mae表征的方法的一个实施例。图11(a)和图11(b)中的模块在下面编号的步骤中进一步描述。
[0134]
1.使具有方波签名的不同变体的公用事业资产(在本文中也称为“公用事业设备”)通电/断电，可以从方波签名的不同变体中收集n个15分钟常规传感器遥测信号(1103、1105和1107)。
[0135]
2.通过任何基于标量的单一度量(例如，mae)对公用事业资产品牌/型号进行分类(1109)。
[0136]
3.通过执行范围扫描来分析具有m个配置的已分类的系统，从而产生m个emi指纹，存储在参考(gs)emi指纹库中。为了降低信噪比(snr)，包括每个emif的细粒度rf频率(在优
选实施例中是4000个精细区间频率)被进一步细分为100个粗频率区间(1111，1151
–
1161)。
[0137]
4.从100个区间中确定20个最佳频率区间，这些频率区间的时间序列emi内容在频域中表现出显著的周期性。显著的周期性反映了目标公用事业资产(uut)上的负载动态。在一个实施例中，20个最佳频率区间是这些参考频率区间在随后的残差操作期间是不可变的和不变的(1163)。
[0138]
5.目标公用事业资产(uut)也使用常规遥测进行分类，随后使用范围扫描进行分析，(1113，1115)精细频率区间再次合并为100个粗略频率区间，然后将先前为参考(gs)确定的相同的20个最佳频率用于被扫描的每个目标公用事业资产(uut)。(1111，1151-1161)。从数据库的库中检索与uut的品牌/型号对应的配置emif的预存储的gs库。
[0139]
6.m个参考(gs)和n个目标(uut)emi指纹通过置换操作配对，该置换操作系统地考虑所有可能的参考-目标(gs-uut)对。然后通过训练用于参考gsi的20个频率区间来构建mset模型，(1163)，然后为用于目标uutj的20个频率区间产生mset估计，从而产生mset-uutj(1175)。
[0140]
7.用于gsi和mset-uutj的20个频率区间再次相应地合并以产生两个时间同步的emi表面(1177)。
[0141]
8.两个emi表面用2d表面减法运算进行处理，这在3d空间中产生2d噪声残差表面(1181)(下面的可视化示例)，并且mae根据残差表面被计算并被记录(1183)。
[0142]
9.步骤6-8在gsi和uut
j emif的所有可能的对上进行参数化迭代。(1157-1189定义循环)。
[0143]
10.具有高mae值的参考(gs)和目标(uut)对表明这两个系统是不同的(如图12中所示)，而具有低mae值的对表明它们是相同的(如图13中所示)。
[0144]
图12图示了通过比较两个不同的公用事业设备而生成的示例3d emi残差表面1200。用于两个不同的公用事业设备的emi指纹之间的减法和合并操作在时间同步的20个频率区间上执行，从而产生具有高可变性的残差表面。从这个表面计算出的mae或smae将高。
[0145]
图13图示了通过两个相似(或完全相同)的公用事业设备的比较而生成的示例3d emi残差表面1300。两个完全相同(或相似)的公用事业设备的emi指纹之间的减法、合并和同步操作在时间同步的20个频率区间上逐区间执行，然后跨整个表面聚合，从而产生具有低可变性的基本平坦的残差表面。从这个表面计算出的mae或smae将低。
[0146]
图14图示了跨构成3d emi残差表面1200的20个频率区间之一的两个不同公用事业设备之间的示例emi信号残差1400。在一个实施例中，残差中的任何异常相对于对应的gs频率分区间时间序列由mset发现和识别。mset异常警报由所有具有逻辑值1的点示出(参见右侧y刻度)，从而指示针对这个残差的异常警报。emi信号残差1400被mset识别为处于恒定异常状态，如逻辑值1处的点的连续线1405所示。
[0147]
对于没有异常的信号相对于对应的gs频率分区间时间序列，mset结果不存在异常(逻辑值0)。
[0148]
图15图示了跨构成3d emi残差表面1300的20个频率区间之一的两个相似(或完全相同)公用事业设备之间的示例emi信号残差1500。视觉上没有发现3d残差表面有明显异常。mset证实了这一点—异常警报的不存在由逻辑值都为0的点示出(参见右侧的y轴)。emi
信号残差1500由mset识别为始终处于非异常(或符合)状态，如逻辑值0处的点的连续线所示。
[0149]
—图形用户界面—
[0150]
图16图示了用于与emi指纹赝品扫描仪100的显示器165一起使用以可视地呈现目标公用事业设备的emi指纹扫描结果的图形用户界面的实施例的两个视图。
[0151]
在一个实施例中，当关于结果的信号指示目标公用事业设备不是已知的有效配置时，可以显示“失败”视图1600。在一个实施例中，“失败”视图1600包括大的视觉指示符1605，其可以是红色和八边形的，从而指示目标设备是可疑赝品(包含至少一个赝品组件)。在一个实施例中，“失败”视图1600还可以包括扫描结果的总结1610。
[0152]
在一个实施例中，当关于结果的信号指示目标公用事业设备是已知的有效配置时，可以显示“成功”视图1650。在一个实施例中，
[0153]“成功”视图1650包括大的视觉指示符1655，其可以是绿色和圆形的，从而指示目标设备是真品设备。在一个实施例中，“成功”视图1650还可以包括扫描结果的总结1610，其可以包括目标公用事业设备的品牌、型号和配置编号或年份信息。
[0154]
在一个实施例中，系统还基于参考emi指纹和目标emi指纹之一在3d残差表面的图形用户界面上生成和显示可视化1675。在另一个实施例中，可以在图形用户界面上呈现任何类型的可视化，包括参考图12-图15描述的可视化。这可以向用户提供关于为什么目标设备被确认为真品或未能被确认的进一步信息。
[0155]
—云或企业实施例—
[0156]
在一个实施例中，本文示出和描述的数据库的库和/其它系统的部分是计算/数据处理系统，其包括数据库应用或分布式数据库应用的集合。应用和数据处理系统可以被配置为与基于云的网络系统、软件即服务(saas)体系架构、平台即服务(paas)体系架构、基础设施即服务(iaas)体系架构或其它类型的网络计算解决方案一起操作或被实现为它们。在一个实施例中，云计算系统是服务器侧系统，它提供本文公开的功能中的一个或多个，并且许多用户可通过emi指纹赝品扫描仪100或通过计算机网络与(用作服务器的)云计算系统通信的其它客户端计算设备访问该系统。
[0157]
—计算设备实施例—
[0158]
图17图示了示例计算设备1700，其被配置和/或编程有本文描述的示例系统和方法中的一个或多个和/或等同物。示例计算设备可以是计算机1705，其包括通过总线1725可操作地连接的处理器1710、存储器1715和输入/输出端口1720。在一个示例中，计算机1705可以包括类似于图1至图16中所示的逻辑和系统的公用事业资产配置发现和赝品检测逻辑1730，其被配置为促进公用事业资产配置发现和赝品检测。在不同的示例中，逻辑1730可以在硬件、具有存储的指令的非暂态计算机可读介质、固件和/或其组合中实现。虽然逻辑1730被示为附接到总线1725的硬件组件，但是应该认识到的是，在其它实施例中，逻辑1730可以在处理器1710中实现，存储在存储器1715中，或者存储在盘1735中。
[0159]
在一个实施例中，逻辑1730或计算机是用于执行所描述的动作的部件(例如，结构：硬件、非暂态计算机可读介质、固件)。在一些实施例中，计算设备可以是在云计算系统中操作的服务器、在软件即服务(saas)体系架构中配置的服务器、智能电话、膝上型计算机、平板计算设备等。
[0160]
该部件可以被实现为例如被编程用于公用事业资产配置发现和赝品检测的asic。该部件还可以被实现为存储的计算机可执行指令，这些计算机可执行指令作为数据1740被呈现给计算机1705，计算机可执行指令临时存储在存储器1715中，然后由处理器1710执行。
[0161]
逻辑1730还可以提供用于执行公用事业资产配置发现和赝品检测的部件(例如，硬件、存储可执行指令的非暂态计算机可读介质、固件)。
[0162]
一般地描述计算机1705的示例配置，处理器1710可以是各种不同的处理器，包括双微处理器和其它多处理器体系架构。存储器1715可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性存储器可以包括例如rom、prom等。易失性存储器可以包括例如ram、sram、dram等。
[0163]
存储盘1735可以经由例如输入/输出(i/o)接口(例如，卡、设备)1745和输入/输出端口1720可操作地连接到计算机1700。盘1735可以是例如磁盘驱动器、固态盘驱动器、软盘驱动器、带驱动器、zip驱动器、闪存卡、记忆棒等。此外，盘1735可以是cd-rom驱动器、cd-r驱动器、cd-rw驱动器、dvd rom等。例如，存储器1715可以存储过程1750和/或数据1740。盘1735和/或存储器1715可以存储控制和分配计算机1705的资源的操作系统。
[0164]
计算机1705可以经由i/o接口1745和输入/输出端口1720与输入/输出(i/o)设备交互。输入/输出设备可以是例如键盘1780、麦克风1784、指向和选择设备1782、相机1786、视频卡、显示器1770、扫描仪1788、打印机1772、扬声器1774、盘1735、网络设备1755等。输入/输出端口1720可以包括例如串行端口、并行端口和usb端口。输入/输出设备可以包括软件定义的无线电装置1790和相关联的天线1792。
[0165]
计算机1705可以在网络环境中操作并且因此可以经由i/o接口1745和/或i/o端口1720连接到网络设备1755。通过网络设备1755，计算机1705可以与网络1760交互。通过网络1760，计算机1705可以逻辑地连接到远程计算机1765。计算机1705可以与之交互的网络包括但不限于lan、wan和其它网络。
[0166]
—定义和其它实施例—
[0167]
在另一个实施例中，所描述的方法和/或它们的等同物可以用计算机可执行指令来实现。因此，在一个实施例中，非瞬态计算机可读/存储介质被配置为具有算法/可执行应用的存储的计算机可执行指令，这些计算机可执行指令当由(一个或多个)机器执行时使该(一个或多个)机器(和/或相关联的组件)执行该方法。示例机器包括但不限于处理器、计算机、在云计算系统中操作的服务器、以软件即服务(saas)体系架构配置的服务器、智能电话等等。在一个实施例中，计算设备用被配置为执行任何所公开的方法的一个或多个可执行算法来实现。
[0168]
在一个或多个实施例中，所公开的方法或它们的等同物由以下任一项执行：被配置为执行方法的计算机硬件；或者存储在非瞬态计算机可读介质中的模块中体现的计算机指令，其中指令被配置为可执行算法，可执行算法被配置为在至少由计算设备的处理器执行时执行方法。
[0169]
虽然为了简化说明的目的，图中图示的方法被示出和描述为算法的一系列框，但是应该认识到的是，这些方法不受框的顺序的限制。一些框可以以与所示出和描述的不同的顺序出现和/或与其它框同时出现。而且，可以使用比全部图示的框少的框来实现示例方法。框可以被组合或分成多个动作/组件。此外，附加的和/或替代的方法可以采用未在框中
图示的附加动作。
[0170]
以下包括本文所采用的所选择术语的定义。定义包括属于术语的范围内并且可以用于实现的组件的各种示例和/或形式。示例并不旨在是限制性的。术语的单数和复数形式都可以在定义之内。
[0171]
对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等的引用指示如此描述的(一个或多个)实施例或(一个或多个)示例可以包括特定的特征、结构、特性、性质、元素或限制，但并非每个实施例或示例都必须包括该特定的特征、结构、特性、性质、元素或限制。此外，短语“在一个实施例中”的重复使用不一定指代相同的实施例，但是它可以指代相同的实施例。
[0172]
asic：专用集成电路。
[0173]
cd：光盘。
[0174]
cd-r：cd可记录。
[0175]
cd-rw：cd可重写。
[0176]
dvd：数字多功能盘和/或数字视频盘。
[0177]
lan：局域网。
[0178]
ram：随机存取存储器。
[0179]
dram：动态ram。
[0180]
sram：同步ram。
[0181]
rom：只读存储器。
[0182]
prom：可编程rom。
[0183]
eprom：可擦除prom。
[0184]
eeprom：电可擦除prom。
[0185]
usb：通用串行总线。
[0186]
xml：可扩展标记语言。
[0187]
wan：广域网。
[0188]
如本文所使用的，“数据结构”是计算系统中存储在存储器、存储设备或其它计算机化系统中的数据的组织。数据结构可以是例如数据字段、数据文件、数据阵列、数据记录、数据库、数据表、图、树、链表等中的任何一个。数据结构可以由许多其它数据结构形成以及包含许多其它数据结构(例如，数据库包括许多数据记录)。根据其它实施例，数据结构的其它示例也是可能的。
[0189]
如本文所使用的，“计算机可读介质”或“计算机存储介质”是指存储被配置为当被执行时执行所公开的功能中的一个或多个功能的指令和/或数据的非瞬态介质。在一些实施例中，数据可以用作指令。计算机可读介质可以采取包括但不限于非易失性介质和易失性介质的形式。非易失性介质可以包括例如光盘、磁盘等。易失性介质可以包括例如半导体存储器、动态存储器等。计算机可读介质的常见形式可以包括但不限于软盘、柔性盘、硬盘、磁带、其它磁性介质、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件、紧凑型盘(cd)、其它光学介质、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、存储器芯片或卡、存储棒、固态存储设备(ssd)、闪存驱动器、以及计算机、处理器或其它电子设备可以利用其工作的其它介质。如果每种类型的介质在一个实施例中被选择用于实现，则其可以包括被配置为执行所公开的
和/或所要求保护的功能中的一个或多个功能的算法的存储指令。
[0190]
如本文所使用的，“逻辑”表示利用计算机或电气硬件、具有可执行应用或程序模块的存储的指令的非瞬态介质和/或这些的组合实现的组件，以执行如本文公开的任何功能或动作，和/或使得来自另一逻辑、方法和/或系统的功能或动作如本文所公开的那样被执行。等效逻辑可以包括固件、利用算法编程的微处理器、离散逻辑(例如，asic)、至少一个电路、模拟电路、数字电路、编程的逻辑器件、包含算法的指令的存储器设备等，其中任何一个可以被配置为执行所公开的功能中的一个或多个功能。在一个实施例中，逻辑可以包括一个或多个门、门的组合、或者被配置为执行所公开的功能中的一个或多个功能的其它电路组件。在描述多个逻辑的情况下，有可能可以将多个逻辑合并到一个逻辑中。类似地，在描述单个逻辑的情况下，有可能可以在多个逻辑之间分配该单个逻辑。在一个实施例中，这些逻辑中的一个或多个是与执行所公开的和/或所要求保护的功能相关联的对应结构。选择实现哪种类型的逻辑可以基于期望的系统条件或规范。例如，如果考虑更高的速度，则将选择硬件来实现功能。如果考虑更低的成本，则将选择存储的指令/可执行应用来实现功能。
[0191]“可操作的连接”或实体通过其“可操作地连接”的连接是可以发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的连接。可操作的连接可以包括物理接口、电接口和/或数据接口。可操作的连接可以包括足以允许可操作的控制的接口和/或连接的不同组合。例如，两个实体可以可操作地连接，以直接或者通过一个或多个中间实体(例如，处理器、操作系统、逻辑、非瞬态计算机可读介质)彼此传送信号。逻辑和/或物理通信信道可以被用于创建可操作的连接。
[0192]
如本文所使用的，“用户”包括但不限于一个或多个人、计算机或其它设备、或者这些的组合。
[0193]
虽然已经相当详细地图示和描述了所公开的实施例，但并不旨在将所附权利要求的范围限制或以任何方式限定到这样的细节。当然，不可能为了描述主题的各个方面而描述组件或方法的每种预期的组合。因此，本公开不限于所示出和描述的特定细节或说明性示例。因此，本公开旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的变更、修改和变化。
[0194]
就术语“包含”或“包括”在具体实施方式或权利要求中被采用的程度而言，它旨在以类似于当术语“包括”作为过渡词在权利要求中被采用时所解释的方式是包含性的。
[0195]
就术语“或”在具体实施方式或权利要求中被采用(例如，a或b)的程度而言，其旨在意味着“a或b或两者”。当申请人旨在指示“仅a或b但不是两者”时，那么将使用短语“仅a或b但不是两者”。因此，术语“或”在本文的使用是包含性的，而不是排他性使用。