一种微型频谱传感器网系统及其协同数据处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微型频谱传感器网系统，包括控制中心及多个微型频谱传感器，多个微型频谱传感器之间采用无线自组网进行数据通讯和传输，其中，一个微型频谱传感器作为汇聚节点，其余微型频谱传感器为监测节点，作为监测节点的微型频谱传感器用于获取频谱数据，作为汇聚节点的微型频谱传感器与控制中心及至少一个作为监测节点的微型频谱传感器通讯连接，作为汇聚节点的微型频谱传感器用于将各监测节点的频谱数据进行协同处理并传递至控制中心。本发明专利技术的系统通过对多个节点进行任务分配，汇聚节点进行协同数据处理，实现对低功率小信号发射源进行精确定位，以及提升整个系统对跳频信号的捕获能力。

A Micro Spectrum Sensor Network System and Its Collaborative Data Processing Method

The invention discloses a miniature spectrum sensor network system, which includes a control center and a plurality of miniature spectrum sensors. The data communication and transmission between the miniature spectrum sensors are carried out by wireless ad hoc networks. Among them, one miniature spectrum sensor acts as a sink node, the other miniature Spectrum Sensors act as monitoring nodes, and are used for acquisition as miniature Spectrum Sensors of monitoring nodes. Spectrum data is communicated with the control center as a sink node and at least one micro-spectrum sensor as a monitoring node. As a sink node, the micro-spectrum sensor is used to process and transmit the spectrum data of each monitoring node to the control center. The system of the invention achieves precise location of low power small signal transmitter by assigning tasks to multiple nodes and cooperative data processing to sink nodes, and improves the acquisition capability of the whole system for frequency hopping signals.

【技术实现步骤摘要】
一种微型频谱传感器网系统及其协同数据处理方法
本专利技术涉及无线电频谱监测
，特别涉及一种微型频谱传感器网系统及其协同数据处理方法。
技术介绍
目前常规的无线电频谱监测网的各监测站点非常分散，站点间距离很大，并且站点的工作是独立工作的，各监测站将数据通过有线网络传输到中心进行统计，此类监测网覆盖区域广泛，但是监测细粒度不够，无法对一些低功率小信号进行有效监测定位。同时由于单个监测站独立全频段监测，其扫描速度等能力是有限的，在一些应用场景下，对跳频信号的捕获能力有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述
技术介绍
中不足，提供一种微型频谱传感器网系统及其协同数据处理方法，在微型频谱传感器网中通过对多个节点进行任务分配，汇聚节点进行协同数据处理，实现对低功率小信号发射源进行精确定位，以及提升整个系统对跳频信号的捕获能力。为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案：一种微型频谱传感器网系统，包括控制中心及多个微型频谱传感器，多个微型频谱传感器之间采用无线自组网进行数据通讯和传输，其中，一个微型频谱传感器作为汇聚节点，其余微型频谱传感器为监测节点，作为监测节点的微型频谱传感器用于获取频谱数据，作为汇聚节点的微型频谱传感器与控制中心及至少一个作为监测节点的微型频谱传感器通讯连接，作为汇聚节点的微型频谱传感器用于将各监测节点的频谱数据进行协同处理并传递至控制中心，作为汇聚节点的微型频谱传感器为包含足够运算能力的微型频谱传感器设备，并具有承担传感器网系与外界网络路由的功能，是连接传感器网系与控制中心的中继。进一步地，所述微型频谱传感器为可进行20MHz-8GHz全频段感知的微型频谱传感器。同时，本专利技术还公开了一种微型频谱传感器网的协同数据处理方法，由上述的微型频谱传感器网系统实现，具体包括对监测区域进行频谱普查的方法及对跳频信号进行监测的方法。进一步地，所述对监测区域进行频谱普查的方法具体包括通过各微型频谱传感器对监测区域进行全段频谱数据信号扫描以判定非法信号，并由作为汇聚节点的微型频谱传感器将所有微型频谱传感器扫描到的频谱数据进行汇总并传递至控制中心，当发现存在非法信号时，控制中心即对非法信号进行单频监测并通过指定距离该非法信号发射位置最近的至少三个微型频谱传感器节点进行对非法信号的精确定位。进一步地，所述对监测区域进行频谱普查的方法中，非法信号的判定由人工判别实现，即测试人员通过该信号的频率值、电平值、调制形式等频谱特性与已知合法授权频率区别的经验性判断，或提前已知非法信号的相关参数，从而确认该信号是否属于非法信号。进一步地，所述控制中心内预先设定有合法信号数据库，合法信号数据库是通过已知合法授权频率信息库以及前期在该地理区域电磁频谱普查所收集的数据为来源而建成的，包括全频段授权合法频率的频率参数、带宽、调制形式等特征值信息数据。控制中心收到作为汇聚节点的微型频谱传感器汇总的频谱数据后，将频谱数据与合法信号数据库内的数据信息进行对比，若存在未包含于合法信号数据库的数据及被判定为非法信号。进一步地，控制中心可通过各微型频谱传感器在该非法信号感知电平值大小来判断传感器与非法信号的发射位置的距离远近，电平值越大，则距离越近，同时，控制中心即对该非法信号的发射位置进行定位时具体是通过时差定位方法和场强定位方法来判定其非法信号的发射位置，其中，时差定位方法和场强定位方法均为现有技术中较为成熟的定位方法，此处不再赘述。进一步地，所述对跳频信号进行监测的方法具体包括：首先由控制中心根据监测目标覆盖区域及微型频谱传感器网系统中的微型频谱传感器数量N，将监测频段范围划分为N个子频段并对应分配给各微型频谱传感器，由各微型频谱传感器执行各子频段的频谱扫描任务，各微型频谱传感器将扫描的数据按照协议格式进行数据封装并传递至作为汇聚节点的微型频谱传感器，由作为汇聚节点的微型频谱传感器对收到的数据进行拼接并将拼接好的数据传给控制中心进行显示。进一步地，所述控制中心将监测频段范围划分为N个子频段时是采取平均划分的原则，即是将监测频段范围平均划分为N个子频段，且每个微型频谱传感器负责一个子频段的频谱扫描。进一步地，所述控制中心将监测频段范围划分为子频段分配给各微型频谱传感器后，作为汇聚节点的微型频谱传感器会将各微型频谱传感器负责的子频段的频段值与该微型频谱传感器的传感器标识进行一一对应，各微型频谱传感器将扫描的数据按照协议格式进行数据封装时具体的封装格式为：传感器标识+频谱数据；作为汇聚节点的微型频谱传感器收到汇总的N段数据后，将按照传感器标识所对应的频段值进行频段的首位拼接，从而拼接出一个完成频段的频谱。本专利技术与现有技术相比，具有以下的有益效果：本专利技术的一种微型频谱传感器网系统及其协同数据处理方法中，通过汇聚节点组织各监测节点进行频谱感知和协同数据处理的技术，实现了对低功率小信号发射源的精细定位，并实现对跳频信号的快速捕获，同时，在对跳频信号监测时，可以通过多个传感器节点进行协同监测，使得扫描速度大幅度提高。附图说明图1是本专利技术的一个实施例中的微型频谱传感器网系统的示意图。具体实施方式下面结合本专利技术的实施例对本专利技术作进一步的阐述和说明。实施例：如图1所示，一种微型频谱传感器网系统，包括控制中心及多个微型频谱传感器，多个微型频谱传感器之间采用无线自组网进行数据通讯和传输，形成具有协同监测功能的传感器网络。其中，一个微型频谱传感器作为汇聚节点，其余微型频谱传感器为监测节点，作为监测节点的微型频谱传感器用于获取频谱数据，作为汇聚节点的微型频谱传感器与控制中心及至少一个作为监测节点的微型频谱传感器通讯连接，作为汇聚节点的微型频谱传感器用于将各监测节点的频谱数据进行协同处理并传递至控制中心，作为汇聚节点的微型频谱传感器应是包含足够运算能力的微型频谱传感器设备，并具有承担传感器网系与外界网络路由的功能，是连接传感器网系与控制中心的中继。具体的，本实施例中的所述微型频谱传感器为可进行20MHz-8GHz全频段感知的微型频谱传感器，本实施例中选用的微型频谱传感器的型号为：HRS11J。同时，本实施例中上述的微型频谱传感器网系统的协同数据处理方法，具体包括对监测区域进行频谱普查的方法及对跳频信号进行监测的方法。当需要对监测区域频谱普查时，如用户需要了解传感器所覆盖的监测区域内在某业务频段的频谱态势分布情况，则由各微型频谱传感器进行全段扫描，并将监测数据通过无线自组网传输到作为汇聚节点的微型频谱传感器进行统计分析，具体为：先通过各微型频谱传感器对监测区域进行全段频谱数据信号扫描以-判定非法信号，并由作为汇聚节点的微型频谱传感器将所有微型频谱传感器扫描到的频谱数据进行汇总并传递至控制中心，当发现存在非法信号时，控制中心即对非法信号进行单频监测并通过指定距离该非法信号发射位置最近的至少三个微型频谱传感器节点进行对非法信号的精确定位。具体的，非法信号的判定可由人工判别实现或者与控制中心内预先设定的合法信号数据库进行对比的方法来实现。人工判别实现即测试人员通过该信号的频率值、电平值、调制形式等频谱特性与已知合法授权频率区别的经验性判断，或提前已知非法信号的相关参数，并确认该信号属于非法信号。所述控制中心内预先设定的合法信号数据库是通过已知合法授权频率信息库本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型频谱传感器网系统，其特征在于，包括控制中心及多个微型频谱传感器，多个微型频谱传感器之间采用无线自组网进行数据通讯和传输，其中，一个微型频谱传感器作为汇聚节点，其余微型频谱传感器为监测节点，作为监测节点的微型频谱传感器用于获取频谱数据，作为汇聚节点的微型频谱传感器与控制中心及至少一个作为监测节点的微型频谱传感器通讯连接，作为汇聚节点的微型频谱传感器用于将各监测节点的频谱数据进行协同处理并传递至控制中心。

【技术特征摘要】
1.一种微型频谱传感器网系统，其特征在于，包括控制中心及多个微型频谱传感器，多个微型频谱传感器之间采用无线自组网进行数据通讯和传输，其中，一个微型频谱传感器作为汇聚节点，其余微型频谱传感器为监测节点，作为监测节点的微型频谱传感器用于获取频谱数据，作为汇聚节点的微型频谱传感器与控制中心及至少一个作为监测节点的微型频谱传感器通讯连接，作为汇聚节点的微型频谱传感器用于将各监测节点的频谱数据进行协同处理并传递至控制中心。2.根据权利要求1所述的一种微型频谱传感器网系统，其特征在于，所述微型频谱传感器为可进行20MHz-8GHz全频段感知的微型频谱传感器。3.一种微型频谱传感器网的协同数据处理方法，其特征在于，由权利要求1或2所述的微型频谱传感器网系统实现，具体包括对监测区域进行频谱普查的方法及对跳频信号进行监测的方法。4.根据权利要求3所述的一种微型频谱传感器网的协同数据处理方法，其特征在于，所述对监测区域进行频谱普查的方法具体包括通过各微型频谱传感器对监测区域进行全段频谱数据信号扫描以判定非法信号，并由作为汇聚节点的微型频谱传感器将所有微型频谱传感器扫描到的频谱数据进行汇总并传递至控制中心，当发现存在非法信号时，控制中心即对非法信号进行单频监测并通过指定距离该非法信号发射位置最近的至少三个微型频谱传感器节点进行对非法信号的精确定位。5.根据权利要求4所述的一种微型频谱传感器网的协同数据处理方法，其特征在于，所述对监测区域进行频谱普查的方法中，非法信号的判定方法由人工判别实现。6.根据权利要求4所述的一种微型频谱传感器网的协同数据处理方法，其特征在于，所述控制中心内预先设定有合法信号数据库，控制中心收到作为汇聚节点的微型频谱传感器汇总的频谱数据后，将频谱数据与合法信号数据库内的数据信息进行对比，若存在未包含于合法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓又川，于长林，王阳，吴春平，莫舸舸，漆骐，
申请(专利权)人：成都华日通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51