电工技术基础_电工基础知识_电工之家-电工学习网

欢迎来到电工学习网!

分布式多传感器信息融合系统的设计

2022-05-20 08:13分类:传感器 阅读:

 

因为雷达探测存有盲点,低空飞行与超低空飞行的侵入总体目标给雷达探测防护系统产生不便与威协。根据GPS技术性、多感应器技术性、互联网技术及单片机设计技术性设计方案出一种分布式系统多感应器检测连接点,把远程控制遍布的多感应器检测连接点所检测到的信息内容即时、合理地汇聚在一起完成超长距离的多感应器信息融合,即时开展总体目标发觉,可填补雷达探测防护系统存有的系统漏洞,合理地避免雷达探测防护系统存有的安全风险。

1 前言

因为无线电波是沿直线传播的,受地球上折射率的限定及其山坡地的危害,使雷达探测造成盲点, 看不见低空飞行与超低空飞行的总体目标,因此 低空飞行总体目标给雷达探测产生不便与威协。为了更好地尽早地发 现和检测中、低空飞行,尤其是超低空飞行快速侵入的*、武裝直升飞机等,就需要处理远程控制检测 总体目标的难题。现阶段主要是选用发展趋势低空飞行补盲雷达探测、选用起飞服务平台监控雷达探测系统软件(如上空预警机 系统软件、系留汽球载雷达探测系统软件、飞行器载雷达探测监控系统等)、改善和提升雷达探测的低空飞行检测特性等 几类对策,提升雷达探测对空、对海警示的功能间距[1]。这种方法合理地提升雷达探测对空、对海警 戒的功能间距,但导致了防御力成本费的规模性提升、雷达探测媒介总体目标曝露易遭到另一方的进攻等, 与此同时仍旧具有着检测盲点,使安全防御系统软件存有一定的安全隐患。

对于上述难题,文中明确提出运用 MSP430F133 内嵌式微控制器设计方案出一种分布式系统多感测器 器检测连接点,可任意地分散化地安装在雷达探测系统软件检测的盲点,运用GPS 系统软件校时和精准定位、利 用多控制器给予观察数据信息、运用GPRS?互联网和互联网技术开展多感应器信息融合,即时开展总体目标发觉、提升综合性解决,获得情况可能、总体目标特性、个人行为用意、趋势*估、威协剖析和輔助决 策等,可填补雷达探测防护系统存有的存在的不足,避免安全防御系统软件具有的安全隐患[2-4]。

2 分布式系统多感应器信息融合系统软件整体架构.

全部分布式系统多感应器信息融合系统软件由多个不规律遍布的多感应器检测连接点、 INTERNET 互联网、监管管理中心网络服务器、网络交换机数据库查询网络服务器、网站服务器、多传感系统信息内容 结合终端设备和检测连接点操纵终端设备等构成,其整体构造如图所示1 所显示。

当检测总体目标加入到多感应器检测连接点所可以检测到的地区内,检测连接点根据通讯控制模块 (GPRS 控制模块)把传输数据排序,无线网络传输到GPRS 互联网,寄内INTERNET 网把信息传输 到监控系统网络服务器上。

监控系统网络服务器即时接受各检测连接点传送回来得信息内容,并根据网络交换机与数据库查询网络服务器、 网站服务器、多感应器信息融合终端设备和检测连接点操纵终端设备开展数据传输。

信息融合终端设备对监控系统网络服务器接到的数据信息完成解决并根据其他服务器虚拟机数据传输 完成信息融合,即时开展总体目标发觉、提升综合性解决,来获得情况可能、总体目标特性、个人行为用意、 趋势*估、威协剖析和輔助决策分析等。

检测连接点操纵终端设备传输各种各样命令到各检测连接点,检测各检测连接点的运行情况,并对各探 测网络节点开展实时处理。

布式感应器检测连接点硬件配置部份主要是由通讯控制模块(GPRS 控制模块)、GPS 控制模块、储存控制模块、 开关电源数字时钟控制模块、校准控制模块、各种各样感应器和内嵌式微控制器构成,其硬件配置构造如图2 所显示。

微控制器挑选德州仪器企业生产制造的 16 位单片机设计MSP430F133,集成ic解决工作能力强、运作速度更快,选用了JTAG 技术性、FLASH 线上可编程控制器等优秀技术性。其片上資源丰富多彩,带有8KB FLASH 储存器,并带有UART 插口,可用以多线程或同歩通讯,与此同时还可根据Timer-A 手机软件实 现串口通信。

通讯控制模块即 GPRS 控制模块,选用索爱企业生产制造的GR47,该控制模块嵌入TCP/IP 协议书,适用SMS、GPRS、CSD 等传输技术,并给予SIM 卡插口和三路串行通信数据通讯插口(UART1、 UART2 和UART3)。控制模块适用AT 命令集,有指令情况和在线状态二种运行状态,处在指令 情况时,控制模块接受MCU 根据串行口推送的命令;处在在线状态,即数据信息方式时,可开展数据信息 传送,这时不回应指令,立即传输所接受到的数据信息。该控制模块体型小,开发设计简单,嵌入TCP/IP tcp协议,使客户不需要自身开发设计比较复杂的TCP/IP tcp协议手机软件,大幅度降低了开发设计难度系数,也较大程 度上减少了企业产品的开发周期时间。该控制模块必须一张启用GPRS 业务流程的SIM 卡,和它配套设施应用。

存储芯片选用 24C256 储存器,储存一些关键的数据信息,这种信息在系统软件断电后是不可以丢 失的。关键储存检测管理中心IP 和端口、动态口令、采集数据等。 开关电源是选用太阳能电池板并多方面预留的锂充电电池,开关电源一部分根据加一些必需的过滤及工作电压转换电源电路,来最后輸出24V、12V 和5V 的3 组直流电源,供每个感应器和微控制器等构件 应用。

GPS 控制模块运用GPS 对系统遍布的多感应器检测连接点开展校时和精准定位,在确认各检测连接点精确部位的与此同时,确保各检测连接点的时间段的高度一致。

感应器一部分按照不一样的应用场景各自动态性地设定对应的感应器,可靠性高地完成目标的 检测、发觉、鉴别、精准定位及图象拍攝等。伴随着反侦察技术性的发展趋势,单一的感应器检测难以有 效地检测到总体目标,务必应用多感应器开展检测。在五百米下列的超低空飞行行业,根据红外线感测器 器、声感应器、震动传感器等基本上能够合理地检测和鉴别进到该地区的总体目标,根据红外检测像 仪等摄入图象,便于更确切地分辨总体目标,能够更好地开展信息融合。

4 分布式系统多感应器检测连接点的软件开发

手机软件部份主要是由多感应器数据收集和GPRS?远程控制数据通讯两部份构成。多感应器检测数 据收集及解决一部分即时检测和鉴别该地区的方向信息内容,历经微控制器转换成有关传输数据; GPRS 远程控制数据通讯一部分即时根据GPRS 与监控系统服务器虚拟机通讯。

4.1 多感应器检测数据收集及解决

多感应器检测数据收集就是指在检测连接点运作的一个收集周期时间内,红外线传感器、声感应器、 震动传感器等导出的AD 变换值。微控制器对收集的数据信息开展预备处理,假如看到异常的总体目标 信息内容,运行红外热像仪摄入总体目标图象,接着将收集的全部参数及图象信息传递到监控系统服 务端。

在数据信息传递操作过程中,因为各类参数数据信息并不是单独传输的,因此 第一要选用TLV(标志、 长短、数据信息)的文件格式对任何的数据信息按序开展编号装包。随后,再以稳定的长短对装包好的 数据信息开展分层,分层的效果是确保每一次送进互联网的信息长短适度,便于数据传输。以后再调 用传输数据程序段把每片数据信息次序推送出来 。

在传输数据程序段中,原始记录块先后由运用叠加层数据传输指令报文格式、网络层 UDP 包、传输层IP包和链路层PPP帧报文格式开展封裝,随后送进GPRS 控制模块,发送至互联网中。网络层选用了UDP(客户信息报协议书) 协议书,该协议书是一种朝向无衔接的传输协议,其自身沒有应 答体制和指令再发体制,归属于小的、节约能源的网络层协议书, 传输速率快。而我们在网络层选用了回复和再发体制,因此 能够保证 数据信息被接到。传输层则选用IP 协议书,IP 头上包括了该设备IP 详细地址和监测总站IP 详细地址,强调了信息的传输途径。

4.2 GPRS 远程控制数据通讯

应用GPRS 控制模块网上开展信息传输,一般具备三种方法,一是选用外网地址静态IP,联接实际操作较简易,具备较高的稳定性和可靠性,可是静态IP 的申请办理和应用必须较高的花费;二是使用动态性IP 融合DNS 解析域名的方法,每一次发布的IP 很有可能不一样,但还可以根据DNS 动态性解析域名在终端设备与后台管理之 间创建关系;三是选用APN互联网接入方法,根据申请办理APN 互联网接入GPRS 互联网,随后给每一个控制模块分派固定IP,构成一个独享局域网,这类方法也必须较高的花费。

本系統使用了第二种方法得到自身 IP,而后台管理监控系统网络服务器的IP是确定的。选用GPRS控制模块网上时,GPRS控制模块最先进行拔号登录,随后开展传输数据。完成动态性IP方法网上通讯的处置步骤如图所示3 所显示。

5 结语

文中创新点是:运用GPRS 互联网做为远程控制无线网络数据通讯服务平台,可充分运用通用性无线网络排序 业务流程传输数据的优点,把远程控制遍布的多感应器检测连接点所检测到的信息内容即时、合理地汇聚在 一起,完成了超长距离的信息融合,可即时开展总体目标发觉、提升综合性解决,获得情况可能、 总体目标特性、个人行为用意、趋势*估、威协剖析和輔助决策分析等。

上一篇:电容式传感器的特点及工作原理解析

下一篇:热电偶温度传感器的误差原因

相关推荐

电工推荐

    电工技术基础_电工基础知识_电工之家-电工学习网
返回顶部