[发明专利]一种智能防入侵微波雷达无线传感器网络

说明书

技术领域

本发明属于分布式网络计算、智能信息处理、协同信息处理等相关领域，涉及一种微波雷达无线传感器网络，本发明用于满足如目标识别、检测、报警等传感器网络信息处理任务应用场合的需求。

背景技术

无线传感器网络是由大规模随机布设的传感器节点等组成的以感知现实物理空间为目的的网络。由于物理空间信号及其状态的不确定性和动态多变特点，如何协同多个传感器节点并从它们采集到的不确定的、不完整的、局部残缺甚至错误的信号中获得正确的有关物理世界信息是智能信息处理的重要课题。另一方面，无线传感器网络本身也面临重大挑战，无线传感器网络中的网络节点的有效性、节点的通信距离、节点的计算能力和节点的存储容量都受到成本限制，开发低成本高性能的可应用于大规模无线传感器网络是信息处理任务得以实现的必要条件。

雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事上必不可少的电子装备，而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。传统雷达应用大多停留在单个雷达或几个雷达之间简单数据共享和数据分析，近一二十年来国内外传感器与传感网络取得成果甚多，包括红外跟踪与图像传感器，光电传感器，电子支援传感器，声纳传感器，全球定位系统，以及相应的传感器网络，但很少有人将微波雷达与无线传感器网络相接合。

发明内容

本发明针对多节点雷达感器网络应用中节点需要低成本、通信能力受限、计算能力受限和存储容量受限的问题，为实现以最小资源消耗获得最大的信息量，本发明提供了一种防入侵智能微波雷达无线传感器网络。

本发明的技术方案是：建立基于多普勒主动式微波雷达传感器为基础的区域自治网络；采用CAN总线作为网络数据链路层和物理层的基础，由传感器节点组成局域网络LAN1，他们监视有效区域由这LAN1内的节点所决定，每组LAN中的传感器节点只对其所在的中心节点负责，并将其收集到的信息传到LCN(Local center node)；LCNs是一系列具有较强浮点预算能力的DSP处理器，对经过节点简单预处理的数据进行ICA分析，双谱特征提取，所有LCNs对FCN(Father center node)负责，将经过运算后的结果最终交由FCN节点判决；FCN节点也可以有网络中LCNs中的一个负担较轻的节点承担，通过网络内周期性交换网络流量信息，用流量指标函数：

Fidxi=T/fpΣtiti+TΦi(t)]]>

选举FCN节点：FCN＝{i|max(Fidx_i)，i＝1.2.3...}，其中T为流量观测时间，fp观测频率，Φ_i(t)第i各节点在t时刻的流量。

本发明把微波雷达传感网络将雷达与无线传感器网络结合为一体。而这样这样使得雷达节点间能够更好的共享信息实现信息融合和协同处理的目的，使得判别观测目标属性和运动更加准确。并且智能微波雷达无线传感器网络采用了分级网络，矩阵式控制，分级式报警，信号处理算法应用了多种现代只能信息处理技术，例如ICA分析，混沌信号处理，小波神经网络等等，这将无线传感器网络与现代先进的算法有机融合，达到总系统效性能最优的效果。本发明在国防，安防等领域将有很大应用前景。

附图说明

图1为连续波微波雷达工作原理图。

图2为智能波微波雷达网络框架原理图。

图3为入侵式信号激活示意图。

图4为本发明的帧格式示意图。