[发明专利]面向战场环境的无线传感网络及其实现方法

说明书

技术领域

本发明有关无线传感网络，尤其是指针对战场环境的无线传感网络及其实现方法。

背景技术

战场环境中，对战场信息的收集起着相当重要的作用，当前利用无线传感网络进行信息获取，把握战场态势已经得到越来越多的重视。然而，传统的无线传感网络功能仅局限于信息的收集与传输，没有任何的对抗、攻击及防护能力，不能很好的满足战场环境的的要求。另外，由于战场环境的特殊性，在部署好无线传感结点后，对其进行人为位置调整，结点补充及回收都几乎不能实施，这极大地制约了网络通信能力、传输质量及资源的重复利用。同时，在战场环境下，如果信息收集处理不及时或不适当，就有可能失去主动权，造成极其重大的损失，在网络资源有限的情况下，如何及时准确地获取重要程度或紧急程度较高的信息也已成为业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术的不足，提供一种面向战场环境的无线传感网络及其实现方法。它不仅能实现传统无线传感器网络所具有的信息采集、处理及传输功能，同时还具有以下主要特点：(1)无线传感网络可以自主协同完成攻击任务或者在人的监控下完成攻击任务，如对敌实施电子干扰、爆破攻击以及为我方实施信息掩护；(2)针对战场环境下无线传感结点一次性布置、不易补充及不可回收等特点，使部分结点具有一定移动能力，根据收集到的信息自调整位置，从而使整个网络性能尽可能最优；(3)在资源有限的情况下，优先传输重要程度或紧急程度较高的情报信息。

为完成本发明的目的，本发明采取的技术方案是：

一种面向战场环境的无线传感网络，是由在一定范围内布置的若干无线传感器构建的多跳传感网络，其中：每个传感器结点均集成有电子干扰模块、GPS模块、电子罗盘模块及无线网络互联模块；每个传感器结点上装备环境探测传感装置；每个传感器结点上装备爆破功能部件；部分传感器结点上装备行走装置，构成移动结点。

一种面向战场环境的无线传感网络的实现方法，包括以下步骤：

1)在一定范围内布置若干无线传感器，在每个无线传感器结点上集成电子干扰模块、GPS模块、电子罗盘模块及无线网络互联模块，在每个无线传感器结点上装备环境探测传感装置和爆破功能部件，在部分无线传感器结点上再装备行走装置，构成移动结点，将各无线传感器结点构建成多跳传感网络；

2)每个结点通过广播一个探测分组来发现邻居结点，收到的邻居结点回复应答消息；

3)每个结点构造链路状态分组，该分组的内容为该结点的标识、序列号、该结点发现的邻居数；

4)结点发布链路状态分组，网络中的其它结点在收到分组时，判断是否收到过此序列号的分组，如果是一个重复分组，则将它丢弃，如果一个分组的序列号小于当前所看到过的来自源结点的最大序列号，则被当作过时分组而拒绝；

5)各结点获取自身位置信息，并在网内广播；

6)各可移动结点接收并存储网内其它结点的位置信息，通过计算本结点与其它所有结点之间的距离，得到不同区域结点分布密度，并根据移动策略进行位置调整；

7)靠近敌方目标的结点在发现敌方目标后，发布该信息，然后根据指令独立或协同对目标实施电子干扰或爆破攻击。

在此基础上，本发明的无线传感网络具备对抗与防护功能，可以自主协同完成攻击任务或者在人的监控下完成攻击任务。其中，无线传感网络自主协同完成任务时，主要通过各种环境探测传感器(视觉、声音、压力、磁及温度等传感器)获取信息，各结点交互信息，进行协商及确认等工作，根据不同情况自主做出决策。而人为监控则可以通过无线传感网直接对某个(或某几个)传感器结点下达明确的指令，从而完成相应的任务。无线传感网络所具有的对抗与防护功能主要包括对敌实施电子干扰、爆破攻击以及为我方实施信息掩护。其中，电子干扰及防护可以通过GPS干扰模块进行实施。无线传感器功率很小，不能通过大功率电子脉冲对敌进行电子干扰，无线传感器结点上的GPS干扰模块只能完成局部小范围GPS信号干扰，因此，通过多个无线传感器结点协作，可以实施对特定区域的GPS信号干扰，从而实现对敌电子干扰及对我方的防护。另外，爆破攻击可以通过在无线传感器结点上安装并激活具有爆破功能部件来实现。各传感器协同工作，完成对战场态势的感知，根据不同情况自主协同完成对敌电子干扰、爆破等攻击任务，或者进行防御、掩护任务。同时，无线传感网络受我方实时控制，可以在人为监控条件下，执行各种战术任务。