[发明专利]一种基于多功能复合式传感器的无线传感网架构

权利要求书

1.一种基于多功能复合式传感器的无线传感网架构，用于监测移动目标，其特征在于，包括：

若干个传感模块，各该传感模块包括多个第一传感节点、和第二传感节点，所述多个第一传感节点和第二传感节点形成一探测区域；其中，所述第一传感节点用于在感测到所述移动目标进入所述探测区域后采集所述移动目标的目标信号，预处理所述目标信号，提取所述移动目标的特征信息，分析所述移动目标的特征信息形成初级目标信息，并将所述初级目标信息传输至所述第二传感节点，所述第二传感节点用于将多个第一传感节点传输的移动目标的初级目标信息进行移动目标匹配和关联，并将关联后的初级目标信息进行修正以形成中级目标信息；

与所述传感模块连接的中继传输模块，用于与所述第二传感节点进行通信以接收所述中级目标信息；

与所述中继传输模块连接的控制模块，用于接收所述第二传感节点传输的中级目标信息，综合和校准所述中级目标信息，通过融合校准后的中级目标信息同时获取到所述移动目标的态势评估，及根据所述移动目标的态势评估形成高级目标信息。

2.根据权利要求1所述的基于多功能复合式传感器的无线传感网架构，其特征在于：所述第一传感节点包括震动传感器、声音传感器、图像传感器、第一信息融合单元、第一通信单元、定位单元；其中，所述震动传感器包括震动感测单元和震动信号处理单元；多个所述声音传感器按照预定规则组成一多元声阵列，所述多元声阵列包括多元声感测单元和多元声信号处理单元；所述图像传感器包括图像感测单元和图像信息处理单元；

所述震动感测单元、多元声感测单元、和图像感测单元分别用于感测和采集所述移动目标的震动信号、声音信号、及图像信息；

所述定位单元用于获取所述第一传感节点内的预设参照物的绝对方位信息；

所述震动信号处理单元和多元声信号处理单元分别用于根据采集到的震动信号、声音信号提取所述移动目标的声震特征信息，识别所述移动目标的目标类别，根据所述多元声阵列获取所述移动目标运行方向与所述预设参照物的相对方向角，将所述移动目标运行方向与所述预设参照物的相对方向角和所述定位单元提供的所述预设参照物的绝对方位信息结合估计出所述移动目标的实际运动方向；当获取到所述移动目标运行方向与所述预定参照物的相对方向角时启动所述图像传感器的图像感测单元获取所述移动目标的连续多帧图像，及所述图像传感器的图像信息处理单元提取所述移动目标的多维图像信息、获取所述移动目标的图像特征信息；

所述第一信息融合单元用于融合所述移动目标的声震特征信息和图像特征信息、目标类别、实际运行方向，估计所述移动目标的运行状态、形成初级目标信息；

所述第一通信单元用于将所述初级目标信息传输至所述第二传感节点。

3.根据权利要求2所述的基于多功能复合式传感器的无线传感网架构，其特征在于：所述第一传感节点还包括用于感测移动目标所处环境气候条件的、和获取所述第一传感节点倾角信息以确定所述震动传感器和图像传感器的工作状态的环境信息获取单元、和用以感测所述第一传感节点的能量损耗的能量感测单元；其中，根据所述环境信息获取单元获取到的环境气候条件以判断图像质量。

4.根据权利要求2所述的基于多功能复合式传感器的无线传感网架构，其特征在于：所述第二传感器节点包括第二通信单元、第二信息处理单元、及第二信息融合单元；

其中，所述第二通信单元用于接收多个第一传感节点传输的所述初级目标信息；

所述第二信息处理单元用于汇聚所述初级目标信息，并将汇聚后的初级目标信息进行目标匹配和关联，并将关联后的信息进行矢量状态及协方差修正；

所述第二信息融合单元用于将修正后的初级目标信息进行时空融合以形成中级目标信息，并令所述第二通信单元将所述中级目标信息传输至所述控制模块；

其中，所述第一通信单元和第二通信单元具有自动调节自身发射功率的功能。

5.根据权利要求4所述的基于多功能复合式传感器的无线传感网架构，其特征在于：所述第二传感节点还包括第二感测单元用于感测所述第二传感节点的能量损耗；若感测到所述第二传感节点的能量损耗达到耗尽阈值时，所述第二感测单元传输重新选举第二传感节点的指令，令所述第一传感节点根据预定选举规则选举出新的第二传感节点。