[发明专利]基于无线信号特征的入侵检测方法

说明书

技术领域

本发明属于安防技术、无线网络应用领域，涉及一种基于无线信号特征的入侵检测方法。

背景技术

入侵检测技术在边境监测、银行监测、核心区域监测等领域有着广泛的应用前景。随着社会的发展，人们对安全的关注越来越高，可以预见在不久的将来，入侵检测技术将会在军事、工业、以及我们的日常生活中得到广泛应用。

目前广泛采用的入侵检测技术是基于摄像头的检测技术，众多学者对利用摄像头、基于图像处理技术实现入侵检测进行了深入研究，如：Zhu J,Lao Y,等人的“Object tracking in structured environments for video surveillance applications”,IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology,2010，第20卷，第2期，P223-235页。但是，系统布置比较繁琐，入侵检测系统需要很好地光线条件、且无法实现对墙体等的穿透，同时，图像处理技术涉及到隐私问题，在某些监测场合不适用。近年来，随着无线技术的发展，使利用低成本的无线节点之间的无线测量实现入侵检测成为可能。由于电波的固有特性，当有入侵物体对某条无线链路造成遮蔽时，该条链路的接收信号强度信息势必会发生变化。基于此，当有多条无线链路同时存在时，借助各无线链路的接收信号强度信息，可以实现对无线链路覆盖区域内是否有物体入侵做出判断。

与传统的基于摄像头的入侵检测方法相比，由于无线节点可以覆盖较大的区域，所以基于无线信号特征的入侵检测技术可以完成对大场景的安防监测；由于无线节点成本较低，所以基于无线信号特征的入侵检测技术可以在众多成本敏感的领域应用；由于无线信号可以穿透遮蔽物，所以基于无线信号特征的入侵检测技术可以在室内障碍物较多的场景下应用；由于无线节点对光照、温湿度不敏感，所以基于无线信号特征的入侵检测技术可以在环境条件较恶劣的领域应用。上述特点决定了基于无线信号特征的入侵检测技术具有较广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，发明一种基于无线信号特征的入侵检测方法，用无线节点之间的无线测量信号作为测量信息，采用入侵检测算法检测入侵物体对无线测量信号的影响，根据入侵物体对无线信号的遮蔽造成的无线链路信号强度的变化，实现对是否有目标入侵的检测。

本发明的技术方案是一种基于无线信号特征的入侵检测方法，入侵检测算法是利用入侵物体对无线链路信号强度的影响，实现对是否有物体入侵的状态检测，入侵检测算法以各条无线链路的信号强度信息为输入信息，利用其均值、方差二维统计特性检测是否有入侵发生，当二维空间特征信息发生变化的幅度大于一定的阈值时，判断有物体入侵，具体步骤如下：

a）N个无线扫描节点J1，J2，…JN放置在入侵物体3外矩形区域的四边，每边间隔一定距离放置一个无线扫描节点，无线汇聚节点1、通用PC机2放置在监测区域一边或者处于监测区域内部，无线扫描节点之间进行无线通信，各节点依次发送无线信号，其它节点接收无线信号并记录接收信号强度；

b）无线汇聚节点1通过无线的方式收集所有无线扫描节点测量到的无线链路信号强度信息；同时，将采集的信息发送给通用PC机2；

c）通用PC机2上运行的入侵检测算法根据无线链路强度信息实现对是否有物体入侵的检测；算法以无线链路接收信号强度信息作为输入信息，输出估计的入侵目标位置；入侵检测算法基于无线链路信号强度的均值、方差二维统计特性实现入侵检测；假设各无线扫描节点之间形成n条无线链路，在t-1与t时刻分别得到由这n条无线链路接收信号强度的均值m和方差v组成的特征矩阵A和B如下：