[发明专利]一种无线紫外光辅助无人机隐秘数据采集方法

说明书

一种无线紫外光辅助无人机隐秘数据采集方法，步骤为：1)，根据传感器节点的部署情况，对传感器网络进行分簇，选出初始的聚类中心，与聚类中心距离最近的传感器节点为初始的簇头节点；2)，无人机在数据采集任务时，计算簇内各个传感器节点的相对距离及剩余能量，决定下一轮数据收集任务中的簇头节点，通过原始的簇头节点在簇内广播新一轮的簇头信息；3)，采用紫外光通信模型，在无人机和传感器节点上搭载紫外光MIMO模型；4)，建立无人机和簇头节点间的紫外光通信链路，实现无人机隐秘数据采集；具有背景噪声小、抗电磁干扰能力强、低窃听、全方位性、可用于非直视通信以及无需捕获、瞄准和跟踪的优点。

技术领域

本发明属于移动互联与通信技术领域，具体涉及一种无线紫外光辅助无人机隐秘数据采集方法。

背景技术

在战场环境下，获取战场情报和收集战场信息是最重要的任务之一。传统的数据收集方法使用静态传感器和物联网网关将收集的数据转发到数据中心。然而，在复杂战场环境下，敌方利用电磁干扰，伪装等技术手段时，这些传统的无线传感解决方案会暴露出它们的缺点，会对我方造成欺骗性干扰和通信瘫痪等。近年来，无人机辅助数据采集被认为是一种先进的数据采集方法。

无人机的优势之一是他们操作时的高度，这带来了视线连接在无人机通信中的主导地位。无人机可以通过在该地区动态部署，扩大网络覆盖范围，提高更多探测设备的服务质量，因此适合于军事应用数据采集的部署，这使得无人机辅助通信在性能和成本效率方面更有前景。无人机辅助无线传感网络能够满足数据采集技术对灵活性、可扩展性和可靠性的高要求。因此，有许多无人机的使用案例，如战场情报搜集，信息回传，危险评估，电子对抗等军事领域中的危险任务。在无人机辅助数据采集的场景中，无人机可以凭借自身的移动性，对部署在缺少通信覆盖的偏远区域的传感设备执行数据采集任务，克服传感设备的传输距离限制并减少传感设备的能耗，延长传感网络的寿命。在这些情况下，可以部署无人机跟踪地面监测设备并与之通信，包括无线传感器节点或执行器。在真实的战场环境中，无人机需要依靠一种隐秘的通信方式完成数据收集任务并将数据安全可靠的传回至数据中心。但是需要找到一种隐秘的通信方式，以完成地面监测设备数据的隐秘收集。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无线紫外光辅助无人机隐秘数据采集方法，在传感器网络数据监测收集任务中，将较大的网络分簇为多个隔断的监测区域，每个区域中有多个传感器负责感测信息；传感器节点通过单跳传输或者多跳传输的方式将收集到的信息传输到簇头节点处；之后，簇头节点对传感器节点的数据进行融合；无人机从数据中心岀发，分别从每个隔断区域的簇头节点处进行数据收集；无人机和传感器节点间采用“日盲”波段紫外线作为传输载体以实现隐秘数据采集；最后，无人机将收集到的数据通过携带飞行的方式安全保密的返回到数据中心进行处理。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无线紫外光辅助无人机隐秘数据采集方法，包括以下步骤：

步骤1，根据传感器节点的部署情况，使用K-means聚类算法对传感器网络进行分簇，选出初始的聚类中心，与聚类中心距离最近的传感器节点即为初始的簇头节点；

步骤2，无人机在进行数据采集任务时，通过计算簇内各个传感器节点的相对距离以及剩余能量，决定下一轮数据收集任务中的簇头节点，并通过原始的簇头节点在簇内广播新一轮的簇头信息；

步骤3，步骤3，为了防止传感器节点采集的数据信息在采集过程中被敌方非法窃取，采用紫外光通信模型，通过在无人机和传感器节点上搭载紫外光MIMO模型，满足无人机和传感器节点间的隐秘数据采集需求；

步骤4，建立无人机和簇头节点间的紫外光通信链路，以实现无人机隐秘数据采集。

所述的步骤1，具体又包括以下步骤：