无人值守地面传感器系统及其通信方法和自组网通信模块技术方案

公开了一种无人值守地面传感器系统、无人值守地面传感器系统的通信方法和自组网通信模块。无人值守地面传感器系统包括至少一声音震动传感器；至少一红外电磁传感器；至少一图像传感器；以及通信系统。通信系统包括多个自组网通信模块和多个网关设备，各个自组网通信模块分别设于各个传感器，以通过自组网通信模块和与自组网通信模块可通信连接的网关设备建立传感器之间的内部通信网络。网关设备进一步用于为外部通信设备提供接入端口，以建立内部通信网络与外部通信设备之间的数据通信。这样，该无人值守地面传感器系统通过自组网通信模块进行智能组网，且具有隐蔽可靠、定位精确、扩展性强、使用便捷、安全可靠等优势。

Unmanned Ground Sensor System and Its Communication Method and Ad Hoc Network Communication Module

【技术实现步骤摘要】
无人值守地面传感器系统及其通信方法和自组网通信模块
本申请涉及传感器系统领域，且更为具体地，涉及一种无人值守地面传感器系统，无人值守地面传感器系统的通信方法和自组网通信模块。
技术介绍
现代化战争中，信息的及时获取对战争的结果有决定性作用。以往采用的主动式探测系统因其自身的特点，容易使自己暴露给对方，成为敌方进行欺骗或摧毁的目标。近年来，逐渐发展起来一种无源被动式探测系统，即，无人值守地面传感器系统。相较于现有的主动式探测系统，无人值守地面探测系统，具有侦查范围广、不受地形和气候条件影响、隐蔽性好、抗干扰能力强、获取情报准确、及时，以及，可不间断工作和布设灵活等特点。目前，国内对于无人值守地面传感器网络系统的研制和应用不成体系，还处于较低的层次。虽然，国防科技大学和深圳富华光电技术有限公司合作研发了边防WSN(WirelessSensorNetwork，无线传感器网络)无人机值守工程样机，如图1所示；国防科技大学还研发了WSN战场感知实验平台。但是，这些研究成果都还处于实验阶段，不具备可用性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请实施例提供了一种无人值守地面传感器系统、通信方法和自组网通信模块，其中，所述无人值守地面传感器系统通过自组网通信模块进行智能自组网，且具有隐蔽可靠、定位精确、扩展性强、使用便捷、安全可靠等优势。根据本申请的一方面，提供了一种无人值守地面传感器系统，其包括：至少一声音震动传感器，用于获取目标区域范围内的声音和震动信号；至少一红外电磁传感器，用于获取目标区域范围内的红外信号和磁场信号；至少一图像传感器，用于获取目标区域范围内的被监测目标的图像信息，以及，通信系统，所述通信系统包括多个自组网通信模块和多个网关设备，其中，各所述自组网通信模块分别设于所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器，以通过所述自组网通信模块和与所述自组网通信模块可通信连接的所述网关设备构建所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器之间的内部通信网络，其中，所述网关设备还用于为外部通信设备提供接入端口，以实现内部通信网络与外部通信设备之间的通信。在上述无人值守地面传感器系统中，所述自组网通信模块通过双椭圆非对称加密算法对信道进行加密。在上述无人值守地面传感器系统中，响应于检测到非法接入访问，所述自组网通信模块启动自毁程序。在上述无人值守地面传感器系统中，响应于接收到自毁命令，所述自组网通信模块启动自毁程序。在上述无人值守地面传感器系统中，部分所述声音震动传感器通过各自具有的所述自组网通信模块相互之间可通信地连接，以形成第一探测矩阵。在上述无人值守地面传感器系统中，部分所述红外电磁传感器通过各自具有的所述自组网通信模块相互之间可通信地连接，以形成第二探测矩阵。在上述无人值守地面传感器系统中，所述图像传感器基于所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器、所述第一探测矩阵和所述第二探测矩阵中任一或几个组合所获得的该被监测目标的位置信息，对该被监测目标进行跟踪。在上述无人值守地面传感器系统中，所述声音震动传感器包括太阳能采集模块，用于采集太阳能对所述声音震动传感器进行供电。在上述无人值守地面传感器系统中，所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器分别在休眠模式和工作模式之间可控制地运作。在上述无人值守地面传感器系统中，所述无人值守地面传感器系统还包括：具有所述自组网通信模块的无人机，其中，所述无人机被可控制地在巡航监控模式、自动跟随模式和数据采集模式下运作，其中，在巡航监控模式中，所述无人机基于预设航向进行巡航监控；其中，在自动跟随模式中，所述无人机被设置自动跟随特定信标；其中，在数据采集模式中，所述无人机获取所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器所采集的数据。在上述无人值守地面传感器系统中，所述无人值守地面传感器系统还包括数据处理平台，所述数据处理平台可通信地连接于所述网关设备，用于获取由所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器所采集的数据，并对数据进行融合处理。在上述无人值守地面传感器系统中，对由所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器所采集的数据进行融合处理的过程，包括如下至少之一:基于主观贝叶斯算法和/或证据理论算法对该被监测目标进行身份识别；基于身份识别结果进行预警；基于最近邻域算法、动态多因子算法、联合概率数据关联算法、模糊数据关联算法、目标轨迹平滑算法中其中之一或几种的组合对该被监测目标进行跟踪；基于对象跟踪结果绘制该被监测目标的移动路径；对比同类别传感器所采集的数据；以及，通过交叉定位法对所述第一探测矩阵和所述第二探测矩阵进行定位。在上述无人值守地面传感器系统中，所述无人值守地面传感器系统还包括智能终端，其中，所述数据处理平台集成于所述智能终端，并且，所述智能终端还有具有显示屏，用于显示数据处理平台所提供的图像数据。在上述无人值守地面传感器系统中，所述智能终端还包括控制单元，用于控制所述无人机在巡航监控模式、自动跟随模式和数据采集模式下运作，以及，用于提供自毁命令至对应的所述自组网通信模块，以控制所述自组网通信模块启动自毁程序。根据本申请的另一方面，提供了一种无人值守地面传感器系统通信方法，其包括：通过分别集成于声音震动传感器、红外电磁传感器和图像传感器的自组网通信模块以及与所述自组网通信模块可通信连接的网关设备，构建所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器之间的内部通信网络；以及，通过所述网关设备将外部通信设备可通信地连接于所述内部通信网络，以实现所述内部通信网络与所述外部通信设备之间的数据通信。在上述无人值守地面传感器系统通信方法中，所述通信方法还包括：部分所述声音震动传感器通过各自具有的所述自组网通信模块相互之间可通信地连接，以形成第一探测矩阵网；以及，部分所述红外电磁传感器通过各自具有的所述自组网通信模块相互之间可通信地连接，以形成第二探测矩阵。在上述无人值守地面传感器系统通信方法中，所述通信方法还包括：配置所述自组网通信模块于无人机；以及，通过所述自组网通信模块将所述无人机可通信地连接于所述内部通信网络。在上述无人值守地面传感器系统通信方法中，所述通信方法还包括：可通信地连接数据处理平台和所述网关设备，以使得所述数据处理平台可通信地连接于所述内部通信网络；以及，所述数据处理平台获取由所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器所采集的数据，并对数据进行融合处理。在上述无人值守地面传感器系统通信方法中，所述通信方法还包括：可通信地连接智能终端和所述网关设备，以使得所述智能终端可通信地连接于所述内部通信网络；通过所述智能终端控制所述无人机在巡航监控模式、自动跟随模式和数据采集模式下运作，其中，在巡航监控模式中，所述无人机基于预设航向进行巡航监控；其中，在自动跟随模式中，所述无人机被设置自动跟随特定信标；其中，在数据采集模式中，所述无人机获取所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器所采集的数据；以及，通过所述智能终端提供自毁命令至对应的所述自组网通信模块，以控制所述自组网通信模块启动自毁程序。在上述无人值守地面传感器系统通信方法中，所述通信方法还包括：在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人值守地面传感器系统，其特征在于，包括：至少一声音震动传感器，用于获取目标区域范围内的声音和震动信号；至少一红外电磁传感器，用于获取目标区域范围内的红外信号和磁场信号；至少一图像传感器，用于获取目标区域范围内被监测目标的图像信息；通信系统，所述通信系统包括多个自组网通信模块和多个网关设备，其中，各所述自组网通信模块分别设于所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器，以通过所述自组网通信模块和与所述自组网通信模块可通信连接的所述网关设备构建所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器之间的内部通信网络，其中，所述网关设备还用于为外部通信设备提供接入端口，以实现内部通信网络与外部通信设备之间的通信。

【技术特征摘要】
1.一种无人值守地面传感器系统，其特征在于，包括：至少一声音震动传感器，用于获取目标区域范围内的声音和震动信号；至少一红外电磁传感器，用于获取目标区域范围内的红外信号和磁场信号；至少一图像传感器，用于获取目标区域范围内被监测目标的图像信息；通信系统，所述通信系统包括多个自组网通信模块和多个网关设备，其中，各所述自组网通信模块分别设于所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器，以通过所述自组网通信模块和与所述自组网通信模块可通信连接的所述网关设备构建所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器之间的内部通信网络，其中，所述网关设备还用于为外部通信设备提供接入端口，以实现内部通信网络与外部通信设备之间的通信。2.根据权利要求1所述的无人值守地面传感器系统，其中，所述自组网通信模块通过双椭圆非对称加密算法对信道进行加密。3.根据权利要求2所述的无人值守地面传感器系统，其中，响应于检测到非法接入访问，所述自组网通信模块启动自毁程序。4.根据权利要求3所述的无人值守底面传感器系统，其中，响应于接收到自毁命令，所述自组网通信模块启动自毁程序。5.根据权利要求1-4任一所述的无人值守地面传感器系统，其中，部分所述声音震动传感器通过各自具有的所述自组网通信模块相互之间可通信地连接，以形成第一探测矩阵。6.根据权利要求1-4任一所述的无人值守地面传感器系统，其中，部分所述红外电磁传感器通过各自具有的所述自组网通信模块相互之间可通信地连接，以形成第二探测矩阵。7.根据权利要求6所述的无人值守地面传感器系统，其中，所述图像传感器基于所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器、所述第一探测矩阵和所述第二探测矩阵中任一或几个组合所获得的该被监测目标的位置信息，对该被监测目标进行跟踪。8.根据权利要求5所述的无人值守地面传感器系统，其中，所述声音震动传感器包括太阳能采集模块，用于采集太阳能对所述声音震动传感器进行供电。9.根据权利要求5所述的无人值守地面传感器系统，其中，所述声音震动传感器、所述红外电磁传感器和所述图像传感器分别在休眠模式和工作模式之间可控制地运作。10.根据权利要求6所述的无人值守地面传感器系统，还包括：具有所述自组网通信模块的无人机，其中，所述无人机被可控制地在巡航监控模式、自动跟随模式和数据采集模式下运作，其中，在巡航监控...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，黄金才，李刚洲，
申请(专利权)人：深圳斐锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44