[发明专利]一种地面战场无线传感器系统及无线传感器装备

说明书

本发明涉及地面战场无线传感器领域，是一种针对地面战场环境进行监测的无线传感器系统。本发明提供了一种地面战场无线传感器系统及无线传感器装备包括：主站传感器装备、子传感器装备、及它们构成的地面战场无线传感器网络模型。主站传感器装备用于建立无线传感器网络，并自动搜索主站传感器信号可达范围内的子传感器装备。不能直接接收到主站传感器信号的子传感器会自动建立子传感器等级，通过高级别子传感器接入相应主站传感器网络中，极大扩展了主站传感器网络的覆盖范围。当主站传感器或子传感器出现故障或被敌军发现并破坏，或新的子传感器装备出现在网络覆盖范围内时，提供了一种主站传感器和子传感器控制逻辑，能迅速完成网络重组。

技术领域

本发明涉及地面战场无线传感器领域，是一种针对地面战场环境进行监测的无线传感器系统。

背景技术

地面战场无线传感器是一种用于地面战场侦察和监控的装备。随着未来作战系统的网络化、自动化发展，由多兵种混合的战斗系统、无人值守地面传感器、智能武器系统及无人飞行器等多个系统组成的集成作战系统越来越成为未来的发展方向。

地面战场无线传感器系统作为未来集成作战系统的一个子系统，其能够实时监测地面战场的声响、震动、红外、生化、核辐射等诸多战场情报，为作战指挥提供多种情报保障。地面战场传感器系统的传感器节点主要由传感器模块、处理器模块、无线通信模块、能量供应模块组成。随着近年来MEMS技术、高速处理器技术、分布式协同信息处理技术、无线网络传输技术的发展，地面战场无线传感器装备得到各国军工部门的极大关注。

在地面战场无线传感器的布设上目前有人工布设、飞机空投、火炮发射等方式随机密集布设在边境地段、敌方纵深地域及其可能通过的地段和要道上，以短距低速通信方式迅速组成分簇、网状、树型等多种网络拓扑，推举的簇头通过单跳或多跳路由与隐蔽的汇聚节点相连，并通过中继器、无人机或卫星接入战场数据链，对敌方武装人员、轮式车、履带车、超低空飞行器等目标实施无人值守、昼夜监视地进行检测、识别、分类、定位和跟踪，将感知信息传送到远端的情报指挥中心，形成战场传感侦察情报，根据战场态势做出反应决策，完成火力控制、精确制导、电子对抗、辅助决策等作战意图，为作战指挥提供情报保障。无线传感器网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点，因此非常适合在军事上应用。目前国际许多机构的课题都是以战场需求为背景展开的。

地面战场通常是大面积的区域空间，实战过程中并不需要监测战场每个角落，只要针对需要的区域进行侦察即可，这样也避免大量传感器的投入加重战争成本。同时，传感器与传感器间、传感器和主站传感器间组成的网络能够容许的最大无线传输距离要尽可能大。在投放到战场后子传感器和主站传感器间能够自动组网，若子传感器/主站传感器被敌军发现并破坏或故障后，主站传感器/子传感器能够及时发现并重组网络(如图2、3所示)。

发明内容

本发明实现了一种地面战场无线传感器系统及无线传感器装备，用于实现以一种可自组网的大面积地面战场无线传感器网络。

无线传感器系统，包括：

主站传感器装备(Main Sensor A/B/C)：其本身会携带功耗相对较大的传感器，用于获取其周围子传感器设备所监测对象的测量数据，并将获取的监测数据或通过监测数据判断得出的预警信息经加密传输至卫星端。主站传感器装备还要负责将其周围子传感器自动组网，还要定期发送与其网内子传感器的联系信号。若发现子传感器有失联情况发生，则自动将该传感器从网络中剔除(如图4所示，提供了主站传感器的组网逻辑。)。