專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在目標(biāo)識(shí)別和跟蹤領(lǐng)域的應(yīng)用，適用于民用安防監(jiān)控 和軍事入侵監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的民用安防監(jiān)控和軍事入侵監(jiān)測(cè)主要是利用視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)，而視頻監(jiān)控又可 分為被動(dòng)式監(jiān)控和主動(dòng)式監(jiān)控兩類(lèi)，其中被動(dòng)式監(jiān)控主要是指攝像頭裝置直接通過(guò)采集物 體反射的可見(jiàn)光來(lái)監(jiān)控物體，主動(dòng)式監(jiān)控主要是指攝像頭裝置采用紅外燈輻射“照明”，再 應(yīng)用普通低照度黑白攝像機(jī)、彩色轉(zhuǎn)黑白攝像機(jī)或紅外低照度彩色攝像機(jī)，感受周?chē)拔?和環(huán)境反射回來(lái)的紅外光實(shí)現(xiàn)夜視監(jiān)控。這兩類(lèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)均由分布在不同位置的攝像 頭和監(jiān)控主機(jī)構(gòu)成，信號(hào)采用有線傳輸。雖然它能實(shí)時(shí)、形象、真實(shí)地反映被監(jiān)控對(duì)象，但是 其成本高、安裝工作麻煩，通常要求在裝修階段部署，后期維護(hù)工作大，同時(shí)還存在隱蔽性 差，線路易破壞，監(jiān)控范圍有限，需要人工辨別事件等缺點(diǎn)。在民用安防監(jiān)控中和軍事入侵 監(jiān)測(cè)中，這些缺點(diǎn)都將直接影響監(jiān)測(cè)的有效性。近年發(fā)展起來(lái)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有自組織性、魯棒性和隱蔽性等特點(diǎn)，很好的 克服了有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)用在安防和入侵監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的局限性，必將成為未來(lái)監(jiān)控系統(tǒng)的主 流方向。它通過(guò)大量低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)周?chē)畔⑦M(jìn)行監(jiān)測(cè)和處理，并通過(guò)匯聚 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)處理，能夠廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)、反恐、城市交通和智能家居。無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于入侵監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，對(duì)進(jìn)入傳感器監(jiān)測(cè)區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)有其自身的優(yōu) 勢(shì)組網(wǎng)靈活用戶可以根據(jù)實(shí)際的監(jiān)測(cè)環(huán)境、區(qū)域大小和監(jiān)測(cè)對(duì)象等的不同，靈活配 置網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的安裝位置及所使用的傳感器組合等。對(duì)于單用戶的 家居安全監(jiān)測(cè)，可以選用較少的含有聲音傳感器和紅外傳感器的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)控門(mén)窗，當(dāng)識(shí) 別到非正常進(jìn)入事件時(shí)，立即觸發(fā)報(bào)警裝置。對(duì)于比較復(fù)雜的軍事入侵監(jiān)測(cè)，可以選用合適 的傳感器組合，布置大量的監(jiān)測(cè)檢點(diǎn)，對(duì)入侵目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和路徑跟蹤。安裝方便無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)擺脫了線纜的束縛，減少了對(duì)安裝環(huán)境的要 求，可以按照實(shí)際需要隨時(shí)確定安裝方式，安裝工作量小，易改變安裝位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于安防或入侵監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵者 的有效監(jiān)測(cè)、識(shí)別和運(yùn)動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)。本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明設(shè)置了一種包括監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)中心的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 用于監(jiān)控入侵對(duì)象。其中監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)傳感器信號(hào)采集與處理和傳感器數(shù)據(jù)融合，同 時(shí)將處理結(jié)果通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)；匯聚節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組建與 維護(hù)，接收并處理監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的監(jiān)測(cè)信息，同時(shí)通過(guò)串口轉(zhuǎn)發(fā)至監(jiān)測(cè)中心處理；監(jiān)測(cè)中心 主要完成目標(biāo)報(bào)警、目標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。
本發(fā)明監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括通信模塊、處理器模塊、電源模塊和傳感器模塊；匯聚節(jié)點(diǎn)包 括處理器模塊、無(wú)線傳輸模塊、串口通信模塊和電源模塊；監(jiān)測(cè)中心的監(jiān)測(cè)軟件包括串口通 信模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和報(bào)警模塊。傳感器模塊選用的傳感器包括磁場(chǎng)傳感 器、聲音傳感器和紅外傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人、車(chē)輛、武裝人員等的有效監(jiān)測(cè)，通信和處理器 模塊選用支持ZigBee協(xié)議芯片，供電電源采用兩節(jié)1. 5V、1300mAH的AA電池供電，串口通 信選用RS232，監(jiān)測(cè)軟件用LABVIEW編寫(xiě)。本發(fā)明采用了一種新型的以紅外傳感器作為喚醒傳感器的節(jié)點(diǎn)喚醒機(jī)制。紅外傳 感器輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波后，一路直接連接處理器的模擬輸入通道，另一路經(jīng)過(guò)窗口比 較器，連接處理器的普通10 口，當(dāng)沒(méi)有目標(biāo)進(jìn)入紅外傳感器監(jiān)測(cè)范圍時(shí) ，經(jīng)過(guò)窗口比較器 的信號(hào)為高電平，當(dāng)有目標(biāo)進(jìn)入紅外傳感器監(jiān)測(cè)范圍時(shí)，這一路輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑?軟件設(shè)置此時(shí)喚醒處理器和通信模塊，并接通磁場(chǎng)傳感器和聲音傳感器電源，進(jìn)入多傳感 器工作狀態(tài)。處理器連續(xù)一段時(shí)間采集到紅外模擬輸入通道的信號(hào)在設(shè)定的睡眠門(mén)檻電壓 之間時(shí)，斷開(kāi)磁場(chǎng)傳感器和生意傳感器電源，自身進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)。這種節(jié)點(diǎn)喚醒機(jī)制有 效地節(jié)省了系統(tǒng)的能耗，大大延長(zhǎng)了整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)電池的供電時(shí)間和使用壽命。本發(fā)明的工作原理將多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)部署在被監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，當(dāng)有目標(biāo)進(jìn)入監(jiān)測(cè) 區(qū)域后，首先通過(guò)上面所述的喚醒機(jī)制將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)喚醒，傳感器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采集到入侵者活 動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲音，磁場(chǎng)等信號(hào)，經(jīng)過(guò)多傳感器數(shù)據(jù)融合后由無(wú)線收發(fā)芯片傳送到匯聚節(jié)點(diǎn)， 匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)串口 RS232把數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心完成目標(biāo)的識(shí)別、跟蹤與報(bào)警， 并通過(guò)圖形化界面顯示出來(lái)。當(dāng)目標(biāo)離開(kāi)監(jiān)測(cè)區(qū)域后，通過(guò)睡眠機(jī)制使得監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入深 度睡眠狀態(tài)以達(dá)到節(jié)省能量的目的。本發(fā)明同時(shí)實(shí)現(xiàn)了傳感器節(jié)點(diǎn)的低功耗設(shè)計(jì)和對(duì)入侵對(duì)象的有效監(jiān)測(cè)。硬件上采 用低功耗的處理和通信芯片，低工作電壓的聲音傳感器、磁場(chǎng)傳感器和紅外傳感器；通信協(xié) 議選用簡(jiǎn)單、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)ZIGBEE ；軟件上采用D-S數(shù) 據(jù)融合方法大大減少了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，減少了無(wú)線收發(fā)器的工作時(shí)間，同時(shí)采用有效的 紅外喚醒機(jī)制。本發(fā)明可以針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的不同構(gòu)建不同的傳感器組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵對(duì)象 的有效監(jiān)測(cè)和識(shí)別。


圖1是本發(fā)明的民用部署示意圖；圖2是本發(fā)明的軍事應(yīng)用部署示意圖；圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上紅外傳感器調(diào)理電路原理圖；圖5是本發(fā)明監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的磁場(chǎng)傳感器監(jiān)測(cè)軟件實(shí)現(xiàn)邏輯6是本發(fā)明監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的聲音傳感器監(jiān)測(cè)軟件實(shí)現(xiàn)邏輯7是本發(fā)明系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步的節(jié)點(diǎn)輪詢機(jī)制8是本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)該理解，此處所描述的具體實(shí)施僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具有適用范 圍廣，部署靈活的特點(diǎn)。應(yīng)用于家居安防時(shí)，可以以圖1為參考部署該系統(tǒng)。首先，將監(jiān)測(cè) 節(jié)點(diǎn)101部署在各個(gè)房間，用戶可以根據(jù)家里的實(shí)際情況在重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域布置多個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié) 點(diǎn)101，并盡量將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101布置在花瓶、床底等隱蔽的位置；然后，將匯聚節(jié)點(diǎn)102部署 在居室100比較中心的位置，以均衡它和監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101的通信距離。用戶可以在離開(kāi)居室 時(shí)打開(kāi)該監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)有人非法進(jìn)入時(shí)，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101收集入侵者在屋內(nèi)的行進(jìn)信息，通過(guò) 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)102 ；匯聚節(jié)點(diǎn)102通過(guò)移動(dòng)通信設(shè)施104將入侵?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送到用 戶手機(jī)103上，用戶可根據(jù)收到的信息進(jìn)行報(bào)警。應(yīng)用于軍事入侵監(jiān)測(cè)時(shí)，參考圖2，采用無(wú) 人機(jī)203將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101和匯聚節(jié)點(diǎn)102播撒在待監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，當(dāng)有敵方人員或車(chē)輛204進(jìn) 入監(jiān)測(cè)領(lǐng)域時(shí)，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101采集入侵對(duì)象的信息，并進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別和跟蹤，后將融合后的 信息傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)102，等待無(wú)人機(jī)203收集數(shù)據(jù)。
參照?qǐng)D3，本發(fā)明所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括多傳感器監(jiān)測(cè) 節(jié)點(diǎn)101、匯聚節(jié)點(diǎn)102和監(jiān)測(cè)中心105。監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101主要負(fù)責(zé)傳感器信號(hào)采集與處理及 數(shù)據(jù)融合，同時(shí)將處理結(jié)果通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送至匯聚節(jié)點(diǎn)102 ；匯聚節(jié)點(diǎn)102主要負(fù)責(zé)無(wú)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)的組建與維護(hù)，接收并處理監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101發(fā)送的監(jiān)測(cè)信息，同時(shí)通過(guò)串口或無(wú) 線方式轉(zhuǎn)發(fā)至監(jiān)測(cè)中心105處理；監(jiān)測(cè)中心105主要完成目標(biāo)報(bào)警、目標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示及數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)等功能，這些功能可根據(jù)監(jiān)測(cè)中心105的安裝位置及實(shí)際需要靈活配置，當(dāng)監(jiān)測(cè)中 心105安裝在用戶手機(jī)103等資源受限的設(shè)備上時(shí)，可適當(dāng)簡(jiǎn)化其功能，當(dāng)監(jiān)測(cè)中心105應(yīng) 用于軍事監(jiān)控，安裝在無(wú)人機(jī)203等上時(shí)，可按需要擴(kuò)展其功能。參照?qǐng)D4，本發(fā)明采用以紅外傳感器作為喚醒傳感器的節(jié)點(diǎn)喚醒機(jī)制，為了實(shí)現(xiàn)紅 外傳感器的全方位監(jiān)測(cè)，布置了四個(gè)朝向東南西北四個(gè)方向的紅外傳感器401，每個(gè)紅外傳 感器401負(fù)責(zé)120°的監(jiān)控區(qū)域，可以根據(jù)監(jiān)控區(qū)域范圍配置紅外傳感器的個(gè)數(shù)，紅外傳感 器調(diào)理電路先實(shí)現(xiàn)了四個(gè)紅外信號(hào)的與功能402，后分為兩路輸出，一路為模擬信號(hào)405輸 出，接處理器模塊406的模擬輸入口，另一路經(jīng)過(guò)窗口比較器403轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)404輸 出，接處理器模塊406的普通10，模擬信號(hào)405輸出在正常無(wú)目標(biāo)的情況下，輸出端輸出電 壓約為l/2Vcc，數(shù)字輸出端為高電平，其中Vcc為傳感器供電電壓，窗口比較器404的門(mén)檻 電壓最大范圍為l/3Vcc 2/3Vcc，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)門(mén)檻電壓的范圍，當(dāng)模擬信號(hào)405輸 出端的電壓超過(guò)窗口比較器的門(mén)檻電壓后，數(shù)字信號(hào)404端輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖剑?產(chǎn)生下降沿信號(hào)，通過(guò)普通IO 口達(dá)到喚醒處理器模塊406的目的。監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101被喚醒后， 處于正常工作狀態(tài)，同時(shí)連續(xù)讀取紅外傳感器401模擬信號(hào)405輸出的值，當(dāng)連續(xù)一段時(shí)間 讀到模擬信號(hào)405輸出在門(mén)檻電壓VL VH之間時(shí)，處理器模塊406進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)。參照?qǐng)D5，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101上的磁場(chǎng)傳感器監(jiān)測(cè)的軟件設(shè)計(jì)包括磁場(chǎng)傳感器標(biāo)定 501、采樣502、中值濾波503、閾值比較504、判決505這五個(gè)步驟。由于不同區(qū)域以及傳感 器節(jié)點(diǎn)擺放方向的不同，磁場(chǎng)傳感器的輸出都有較大不同，首先要對(duì)傳感器輸出進(jìn)行標(biāo)定， 在步驟501中，對(duì)磁場(chǎng)傳感器的輸出連續(xù)進(jìn)行10次采樣，去掉其中的最大值和最小值，然后 對(duì)剩下的8次采樣值取算術(shù)平均，作為每個(gè)軸的輸出標(biāo)準(zhǔn)；在步驟502中對(duì)磁場(chǎng)傳感器的輸 出信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣間隔為1毫秒，連續(xù)采樣5次；在步驟503中，將5次的采樣值按從 小到大排隊(duì)，取中間值作為每次采樣的采樣值；在步驟504中，將每次采樣的值存入一維數(shù)組，當(dāng)達(dá)到第10個(gè)數(shù)后，將傳感器所得的10次采樣值分別與設(shè)定的檢測(cè)閾值做比較，當(dāng)檢 測(cè)到采樣所得的值超過(guò)預(yù)訂的閾值時(shí)，計(jì)數(shù)器加1 ；在步驟505中，判斷計(jì)數(shù)器值是否大于 3，如果大于3即認(rèn)為檢測(cè)到目標(biāo)。由于磁場(chǎng)傳感器有兩路輸出，所以對(duì)這兩路的輸入分別 做以上判斷，即可達(dá)到對(duì)目標(biāo)的可靠檢測(cè)。最后將監(jiān)測(cè)的結(jié)果發(fā)給匯聚節(jié)點(diǎn)102，匯聚節(jié)點(diǎn) 102再將結(jié)果上傳至監(jiān)測(cè)中心105進(jìn)行分析。參照?qǐng)D6，監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101上的聲音傳感器監(jiān)測(cè)的軟件設(shè)計(jì)包括采樣601、中值濾波 602、過(guò)零數(shù)分析603、判決604這四個(gè)步驟。在步驟601中完成信號(hào)采樣，采樣間隔為1毫 秒，連續(xù)采樣5次；在步驟602中，將5次的采樣值按從小到大排隊(duì)，再取中間值作為每次采 樣的采樣值；在步驟603中，對(duì)聲音傳感器采樣信號(hào)進(jìn)行過(guò)零數(shù)分析，即在某時(shí)間段內(nèi)，將 時(shí)域信號(hào)的幅值與設(shè)定的閾值做比較，計(jì)算信號(hào)正向越過(guò)或負(fù)向越過(guò)閾值的次數(shù)；在步驟 604中，選擇合適的過(guò)零數(shù)分界點(diǎn)M，判斷入侵對(duì)象是人員還是車(chē)輛。參照?qǐng)D7，節(jié)點(diǎn)間的時(shí)鐘同步實(shí)現(xiàn)如下假如網(wǎng)絡(luò)中有1011，1012，1013三個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)處于激活狀態(tài)，三個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)依次加入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)102構(gòu)建的星型網(wǎng)絡(luò)中，在一個(gè)循環(huán) 中，匯聚節(jié)點(diǎn)102先判斷是否接收到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1011發(fā)來(lái)的偵測(cè)信息，當(dāng)匯聚節(jié)點(diǎn)102接收 到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1011發(fā)來(lái)的偵測(cè)信息后，再向監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1012發(fā)送詢問(wèn)信息，當(dāng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1012 接收到匯聚節(jié)點(diǎn)102發(fā)送的詢問(wèn)信息后，將該時(shí)刻偵測(cè)到信息發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)102，匯聚節(jié) 點(diǎn)102在接收到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1012反饋回來(lái)的信息后，再向監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1013發(fā)送詢問(wèn)信息，監(jiān)測(cè) 節(jié)點(diǎn)1013收到詢問(wèn)信息后，再將此時(shí)刻偵測(cè)到信息發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)102。這樣通過(guò)一次循 環(huán)，匯聚節(jié)點(diǎn)102依次接收到了三個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的信息，并認(rèn)為此次循環(huán)接收到信息 為同一時(shí)刻信息。當(dāng)匯聚節(jié)點(diǎn)完成此次循環(huán)后，將獲得的信息打包上傳至監(jiān)測(cè)中心105，并 開(kāi)始進(jìn)入下一輪循環(huán)。參照?qǐng)D8，本系統(tǒng)完成監(jiān)測(cè)任務(wù)的步驟在步驟801中，連接匯聚節(jié)點(diǎn)102和監(jiān)測(cè) 中心105，開(kāi)啟匯聚節(jié)點(diǎn)102電源并完成網(wǎng)絡(luò)初始化，等待監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101加入，打開(kāi)監(jiān)測(cè)中 心105監(jiān)控軟件，對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；在步驟802中，將監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101部署在監(jiān)測(cè)區(qū) 域，開(kāi)啟電源，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置，進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)；在步驟803中，當(dāng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101上 的紅外傳感器監(jiān)測(cè)到目標(biāo)進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域后，喚醒該監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)連通其聲音與磁場(chǎng)傳感 器電源，多傳感器開(kāi)始協(xié)同工作；在步驟804中，通過(guò)監(jiān)測(cè)算法和傳感器數(shù)據(jù)融合算法，實(shí) 現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的可靠監(jiān)測(cè)、識(shí)別及位置估計(jì)；在步驟805中，將融合后的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 給所述匯聚節(jié)點(diǎn)，再轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)測(cè)中心105 ；在步驟806中，監(jiān)測(cè)中心顯示目標(biāo)身份、當(dāng)前位置 和行進(jìn)路線，當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入約束范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)；在步驟807中，監(jiān)測(cè)目標(biāo)是否離開(kāi) 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101的監(jiān)測(cè)范圍，如果已離開(kāi)，則使監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)101進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)。
權(quán)利要求
一種入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在監(jiān)測(cè)區(qū)域中，分散設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)中心，從各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的傳感器信號(hào)中提取表示監(jiān)測(cè)對(duì)象特征量的信息，用該提取的特征量完成入侵對(duì)象定位、識(shí)別、跟蹤、報(bào)警及顯示，其特征在于，對(duì)不同的入侵對(duì)象融合每一個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)提取的特征量；根據(jù)特征量完成入侵目標(biāo)身份識(shí)別；計(jì)算入侵對(duì)象在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)路徑；跟蹤入侵對(duì)象；入侵狀態(tài)緊急度判定和報(bào)警；管理監(jiān)測(cè)區(qū)域全體信息的數(shù)據(jù)庫(kù)及顯示表示上述入侵對(duì)象狀態(tài)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在對(duì)不同入侵對(duì)象進(jìn)行特征量信息提取的功能中，提取聲音特征量、磁特征量和光阻 擋特征量，在計(jì)算移動(dòng)路徑功能中，設(shè)定特征量大小與目標(biāo)位置的關(guān)系權(quán)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，能夠設(shè)定監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的限制進(jìn)入?yún)^(qū)域，根據(jù)入侵目標(biāo)接近限制區(qū)域的程度，計(jì)算入侵 狀態(tài)緊急度，給出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。
4.一種入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在監(jiān)測(cè)區(qū)域中，分散設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)中心， 其特征在于，所述監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)從各傳感器信號(hào)中提取表示監(jiān)測(cè)對(duì)象特征量的信息，用該提取 的特征量完成入侵對(duì)象的監(jiān)測(cè)和身份識(shí)別；所述匯聚節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)獲取各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果和身份判定信息，并根據(jù)上述信 息，計(jì)算入侵對(duì)象在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)路徑并實(shí)現(xiàn)入侵對(duì)象跟蹤功能；所述監(jiān)測(cè)中心主要負(fù)責(zé)獲取匯聚節(jié)點(diǎn)的跟蹤信息，提供給用戶監(jiān)測(cè)畫(huà)面及監(jiān)測(cè)區(qū)域設(shè) 定交互界面。當(dāng)入侵對(duì)象接近限制區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生不同的緊急度預(yù)警信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)4所述的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)中心還具有存儲(chǔ)上述所有監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)信息的功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)4所述的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)中心通過(guò)無(wú)線通信方式傳輸數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求4所述的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，其系統(tǒng)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步由匯聚節(jié)點(diǎn)輪詢機(jī)制實(shí)現(xiàn)。
8.如權(quán)利要求4所述的的入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)計(jì)了一種有效的能量節(jié)省機(jī)制，巧妙地利用監(jiān)測(cè)傳感器作為節(jié)點(diǎn)睡眠喚醒傳感器， 利用軟硬件配合實(shí)現(xiàn)處理器和通信模塊的深度睡眠與喚醒，及其他監(jiān)測(cè)傳感器電源的切斷 與連通，這樣的睡眠喚醒機(jī)制既能達(dá)到能量節(jié)省的目的，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入傳感器節(jié)點(diǎn) 監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)目標(biāo)的可靠監(jiān)測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過(guò)設(shè)置多節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)、識(shí)別和判斷入侵對(duì)象路徑的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，適用于民用安防監(jiān)控和軍事入侵監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)傳感器信號(hào)特征量的提取、分析及數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵對(duì)象的定位、識(shí)別、跟蹤。并且，提供給用戶設(shè)置敏感區(qū)域的功能，根據(jù)入侵對(duì)象接近敏感區(qū)域的程度，發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào)。另外，用監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)上的一種監(jiān)測(cè)傳感器實(shí)時(shí)產(chǎn)生睡眠與喚醒信號(hào)，實(shí)現(xiàn)處理器和通信模塊的深度睡眠與喚醒，在保證對(duì)進(jìn)入監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)目標(biāo)可靠監(jiān)測(cè)的同時(shí)，達(dá)到節(jié)省監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)能量的目的。本發(fā)明具有低成本、低功耗、部署靈活、應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，很好地克服了以往用于入侵監(jiān)測(cè)的視頻監(jiān)控安裝繁復(fù)，隱蔽性差，線路易破壞，監(jiān)控范圍有限，需要人工辨別事件的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04W84/18GK101872536SQ20101020841
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者曹奕濤, 楊波, 肖佳, 鄒富強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)