本发明涉及通信干扰领域和人工智能领域，具体涉及到一种串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法和装置。
背景技术：
1、随着各类高速通信网络的广泛发展和应用，通信电缆在高速数据传输中承担了重要基础设施的作用。目前，串行通信接口在通信电缆及数据通信网络中得到了广泛应用，其具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高等方面的优点。传统的串口接口主要是由串口，电平转换，和信号处理cpu三个部分组成，基本上没有相关得器件对系统进行保护。由于此接口电路并未对环境的电磁脉冲群进行防护，而串口设备大多直接裸露在室外，所以采用此接口电路的网络设备的工作就很容易受到各类电磁脉冲的干扰；而应用在工业现场的网络设备，由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣，当由于静电效应等产生的电快速瞬变脉冲群干扰产生时，串行接口容易受损，从而导致网络设备工作常常会因此失效。因此，需要对环境中的电磁脉冲干扰对串行接口的受损影响进行量化分析，从而获得串行接口的抗电磁脉冲干扰量值，为使用串行接口的通信网络在实际环境中的正常运行提供理论基础。目前，对于环境中的电磁脉冲对串行接口的影响及导致受损的量化分析，目前还未见相关研究。
技术实现思路
1、针对环境中的电磁脉冲对串行接口的影响及导致受损的量化分析的问题，本发明公开了一种串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法和装置。
2、本发明实施例第一方面，公开了一种串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，包括：
3、s1，按照第一采样间隔，测量得到串行通信接口的所有插头的电压值数据序列；
4、s2，按照第二采样间隔，采集得到串行通信接口外部的电磁脉冲辐射信息；所述电磁脉冲辐射信息，包括电磁波辐射功率、电场强度、磁场强度、电磁波频率的数据序列；所述第二采样间隔，为所述第一采样间隔的整数倍；
5、s3，基于所述第一采样间隔和第二采样间隔，对所述所有插头的电压值数据序列进行干扰评估处理，得到干扰量化值序列；
6、s4，对所述干扰量化值序列和电磁脉冲辐射信息进行预处理，得到受损测量信息集合；
7、s5，对所述受损测量信息集合进行受损挖掘处理，得到串行通信接口受损分析结果；所述串行通信接口受损分析结果，用于量化表征串行通信接口外部的电磁脉冲对于串行通信接口传输性能的影响。
8、所述基于所述第一采样间隔和第二采样间隔，对所述所有插头的电压值数据序列进行干扰评估处理，得到干扰量化值序列，包括：
9、建立每个第二采样间隔，与n个第一采样间隔的对应关系；所述第二采样间隔，为所述第一采样间隔的n倍；
10、对于每个第二采样间隔，利用对应的n个第一采样间隔内测量得到串行通信接口的所有插头的电压值数据序列，构建得到所述第二采样间隔对应的测量矩阵；所述测量矩阵的第i行、第j列的元素，为第i个第一采样间隔内测量得到的第j个插头的电压值数据；所述串行通信接口，包括m个插头；
11、对于每个测量矩阵，分别进行干扰评估计算处理，得到对应的干扰评估值；
12、对所有第二采样间隔对应的测量矩阵的干扰评估值进行合并，得到干扰量化值序列。
13、所述干扰评估计算处理，包括：
14、对所述测量矩阵与其转置矩阵进行矩阵乘运算，得到广义测量矩阵；
15、对所述广义测量矩阵进行特征值分解处理，得到对应的左分解矩阵、第一特征矩阵和右分解矩阵；
16、将所述第一特征矩阵的对角线元素进行提取，得到第一参考向量；
17、对所述测量矩阵进行因子归一化处理，得到标准化矩阵s；
18、对所述标准化矩阵s和第一参考向量进行关联计算处理，得到关联矩阵v；所述关联计算处理的计算表达式为：
19、
20、其中，vij表示关联矩阵中的第k行、第i列的元素，ρ为关联计算因子；
21、对所述关联矩阵与其转置矩阵进行矩阵乘运算，得到广义关联矩阵；
22、对所述广义关联矩阵进行特征值分解处理，得到对应的左分解矩阵、第二特征矩阵和右分解矩阵；确定所述第二特征矩阵的对角线元素构成的向量，为第二参考向量；
23、对所述第一参考向量和第二参考向量进行内积计算，得到所述测量矩阵对应的干扰评估值。
24、所述因子归一化处理的计算表达式为：
25、
26、其中，sij表示标准化矩阵s的第i行、第j列的元素，qij表示测量矩阵的第i行、第j列的元素。
27、所述对所述干扰量化值序列和电磁脉冲辐射信息进行预处理，得到受损测量信息集合，包括：
28、对所述电磁脉冲辐射信息的每一类数据序列的所有数据依次进行取值判别处理，判别所述数据是否在预设的测量类型取值范围内，剔除不在测量类型取值范围内的数据；
29、对所述电磁脉冲辐射信息每一类数据序列的所有数据，分别进行归一化处理，得到辐射数据序列集合；所述辐射数据序列集合，包括归一化后的电磁波辐射功率数据序列、电场强度数据序列、磁场强度数据序列、电磁波频率数据序列；
30、对辐射数据序列集合和干扰量化值序列进行合并，得到受损测量信息集合。
31、所述对所述受损测量信息集合进行受损挖掘处理，得到串行通信接口受损分析结果，包括：
32、以辐射数据序列集合为已知多元自变量，以对应的干扰量化值序列为已知因变量，利用所述已知多元自变量和已知因变量构建得到待逼近多元曲线，利用函数逼近法对所述待逼近多元曲线进行曲线拟合，得到干扰多项式；
33、确定所述干扰多项式，为串行通信接口受损分析结果。
34、所述对所述受损测量信息集合进行受损挖掘处理，得到串行通信接口受损分析结果，包括：
35、利用辐射数据序列集合，构建得到辐射数据矩阵s；所述辐射数据矩阵中的第一列，为取值全为1的列向量；所述辐射数据矩阵中的第2列至第5列，分别为归一化后的电磁波辐射功率数据序列、电场强度数据序列、磁场强度数据序列、电磁波频率数据序列；
36、确定所述干扰量化值序列，为差异向量y；
37、利用权值计算模型，对所述辐射数据矩阵s和差异向量y进行计算处理，得到权值向量t；
38、利用所述权值向量t，构建得到电磁脉冲辐射干扰计算模型；所述电磁脉冲辐射干扰计算模型的计算表达式为：
39、y0＝s0t，
40、其中，s0为后续时刻采集得到的串行通信接口外部的电磁脉冲辐射信息预处理后构成的辐射数据矩阵，y0为对s0计算得到的干扰量化值序列。
41、所述权值计算模型，其表达式为：
42、t＝(stv+ai)-1sty,
43、v＝qr-1,
44、其中，q和r分别为对矩阵s进行qr分解得到的q矩阵和r矩阵，v为中间矩阵。
45、本技术实施例第二方面，公开了一种串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析装置，所述装置包括：
46、存储有可执行程序代码的存储器；
47、与所述存储器耦合的处理器；
48、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法。
49、本技术实施例第三方面，公开了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法。
50、本发明的有益效果为：
51、针对环境中的电磁脉冲对串行接口的影响及导致受损的量化分析问题，本发明从信号采集、预处理和受损分析三个方面进行了优化：
52、首先，在信号采集方面，为了准确地获取串行通信接口的干扰信号，本发明基于不同的采样间隔，对串行通信接口的所有插头的电压值和外部电磁辐射值进行了采集，且电磁脉冲辐射值的采集信息密度优于电压值，从而确保了干扰分析数据的完备性和准确性。
53、其次，本发明通过对采集信号进行预处理，有效剔除了野值数据和错误数据，保证了分析结果的准确性；
54、最后，本发明通过受损挖掘处理，采用权值计算模型和曲线拟合等方法，有效提取了干扰特征因素，实现了干扰受损的特征分析，准确表征了串行通信接口外部的电磁脉冲对于串行通信接口传输性能的影响。权值计算模型和曲线拟合还具有计算效率高的优点，使得本方法可实时应用于串行通信接口的受损分析领域。
1.一种串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述基于所述第一采样间隔和第二采样间隔，对所述所有插头的电压值数据序列进行干扰评估处理，得到干扰量化值序列，包括：
3.如权利要求2所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述干扰评估计算处理，包括：
4.如权利要求3所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述因子归一化处理的计算表达式为：
5.如权利要求3所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述对所述干扰量化值序列和电磁脉冲辐射信息进行预处理，得到受损测量信息集合，包括：
6.如权利要求3所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述对所述受损测量信息集合进行受损挖掘处理，得到串行通信接口受损分析结果，包括：
7.如权利要求3所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述对所述受损测量信息集合进行受损挖掘处理，得到串行通信接口受损分析结果，包括：
8.如权利要求7所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法，其特征在于，所述权值计算模型，其表达式为：
9.一种串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1至8中任一项所述的串行通信接口的电磁脉冲干扰受损分析方法。
