嵌入式语音采集系统设计及数据传输中的攻击检测
随着电子技术的飞速发展，语音广播技术广泛应用于多种特定场景，如火车站，机场等。为了提高广播系统的安全性，降低人们的工作强度，迫切地需要提出一种适用于特定场景的广播语音采集识别系统。语音信号采集和传输系统是其中的重要环节。为了监测太原火车站各个候车厅以及站台的广播，并将广播发送至上位机进行识别，此过程需要保证语音传输的安全性，如果语音传输过程中一旦受到网络攻击，将会影响语音识别的结果。然而，目前对网络攻击检测的研究还在网络化控制领域，在语音通信领域还涉及较少，因此研究语音在传输中是否受到网络攻击的影响意义重大。本文将设计语音采集传输装置并研究语音在传输中的安全性。 针对上述问题本文的主要工作如下： (1)本文将STM32单片机、VS1053音频采集模块、ESP8266WiFi模块整合在一块电路板上，应用两个WiFi模块，其中一个WiFi发送语音信号即火车站广播，另一个WiFi发送广播的位置，设计出多节点的语音采集传输系统，此系统可以接收到火车站不同候车厅的广播并将语音传输至上位机进而识别，其传输的实时性和可靠性也进一步提升。 (2)本文将利用自回归(AR)建模方法建立语音信号的模型，然后对语音信号进行预处理。同时分析了语音传输中可能存在的网络攻击，并对拒绝服务攻击(DOS)、虚假数据注入攻击(FDI)、重放攻击三种网络攻击进行了建模。分别采用了不同的方法检测三种网络攻击，其中利用卡尔曼滤波与卡方检测器相结合的方法检测拒绝服务攻击，采用余弦相似性匹配方法检测虚假数据注入攻击，采用残差法检测重放攻击。最后通过搭建实验平台将采集到的语音信号传输至上位机，应用攻击检测算法来识别信号是否遭受到恶意的网络攻击，仿真实验验证了所提方法的有效性。
嵌入式语音采集系统;数据传输;攻击检测;卡尔曼滤波
山西大学
硕士
控制工程
池小波
2019
中文
TP393.08;TN912.3
2020-01-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）