专利名称：运动目标检测方法以及无线传感器网络头节点设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络领域，尤其涉及一种运动目标检测方法以及一种无线 传感器网络头节点设备。
背景技术：
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量成本低廉而具有一 定感知能力、计算能力、无线通讯能力的传感器节点组成的网络。其主要功能是智能地感知 外界环境，并将处理后的信息提供给用户。WSN在战场环境感知及目标跟踪、环境观测、交通 管理、安全监测、医疗诊断及治疗、野生动物保护等场合具有广泛的应用前景。WSN目标检测 时，通过无线传感器形成一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理 网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感测目标和观察者构成了无 线传感器网络的三个要素。目前，在实际应用中，节点工作一般是非人工干预的，传感器检测概率和虚警概率 会受到环境干扰，而与预先给定不相符。所以，在WSN检测问题中，虽然信息量大，但是信噪 比低，对单节点的信任度低，极易受到环境影响。WSN中静目标检测与动目标检测的主要区 别在于静目标影响区域小，发现节点少，但是目标处于节点探测区域的时间长，单节点发 现目标的概率大；动目标影响区域大，发现节点多，但是目标处于节点探测区域的时间短， 单节点发现目标的概率小。目前，国内外的文献主要是针对静目标。文献Decentralized Detection in Sensor Networks研究了 WSN中非中心化二进制检测问题，通过节点自身 决定向头节点发送何种类型的信息进行目标检测，使Chernoff信息极小化，亦即极小化融 合中心的检测误差。文献 Type-Based Decentralized Detection in Wireless Sensor Networks用柱状图融合来研究WSN目标检测中的编码和传送策略，并分析了节点上传感器 数量对目标检测的影响。文献 Local Vote Decision Fusion for Target Detection in Wireless Sensor Networks使用投票法进行目标检测。在WSN中，目标检测之前几乎无法 得到任何关于目标的先验信息，也即，在进行目标检测钱，被检测目标的各种特征，如速度、 运动方向、质量、发出信号的强度、大小等信息是不能知道的，并且由于目标运动使单节点 的检测区域增大，单节点发现目标的概率降低；再加上环境的影响使得单节点上传感器的 检测和虚警概率不能精确已知。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种运动目标检测方法以及一种无 线传感器网络头节点设备。可有效地解决单节点发现目标概率小的问题，同时不需要知道 传感器的检测概率和虚警概率即可实现运动目标的检测。为解决上述技术问题，本发明提供一种运动目标检测方法，其应用于无线传感器 网络中，所述无线传感器网络包括一个头节点和若干子节点，该方法包括
第一子节点检测运动目标发出的信号，并将检测结果发送给所述头节点；当所述头节点判断所述第一子节点检测到运动目标时，激活所述第一子节点指定长度 内的其他子节点进行运动目标检测；
当有子节点检测到所述运动目标时，所述头节点在所述指定长度内的子节点中，查找 符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构成三 角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度；条件 三构成的三角形内的子节点小于等于2个；
当所述头节点查找到符合上述三个条件的三角形时，以该三角形的质心为圆心，所述 第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该圆形区域中子节点发现运动目 标的概率大于节点探测门限的节点总数；所述探测门限为预先设置的单个子节点发现目标 的门限；
所述头节点比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小，当所述节点总数大于所 述决策门限时，判定该圆形区域内检测到运动目标；否则，继续等待，所述决策门限为以节 点探测半径为半径的圆面积的倍数。较佳的，所述第一子节点检测运动目标发出的信号，并将检测结果发送给所述头 节点，进一步包括
当运动目标进入所述第一子节点探测区域时，所述第一子节点自动采集所述运动目标 发出的信号；
所述第一子节点多次采集所述运动目标发出的信号，每采集一次信号，所述第一子节 点将采集的信号与节点探测门限进行比较，当所述采集的信号大于所述探测门限时，所述 第一子节点中预存的计数变量加1，否则所述计数变量不变，当第一节点采集完预设次数的 信号后，将所述计数变量发送给所述头节点，并将所述第一子节点存储的计数变量清零，所 述计数变量的初值为0 ；
所述头节点判断所述第一子节点检测到运动目标，进一步包括 所述头节点计算所述第一子节点发送的计数变量与预设次数的比值，并将所述比值与 节点的探测门限进行比较，当所述比值大于所述探测门限时，则判断所述第一子节点检测 到运动目标，所述计数变量与预设次数的比值为单个节点发现运动目标的概率。较佳的，所述头节点在所述指定长度内的子节点中，查找符合下述三个条件的三 角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构成三角形的三个子节点形成 的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度；条件三构成的三角形内的 子节点小于等于2个，进一步包括
所述头节点首先获取发现运动目标概率最大的三个子节点，判断所述三个子节点是否 构成符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构 成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度； 条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；
当判断所述三个子节点不能构成符合上述三个条件的三角形时，所述头节点保留组成 上述三角形的最短边两个顶点的子节点，并从剩余子节点中筛选出发现运动目标概率最大 的一个子节点，然后用保留的子节点连同筛选出的子节点判断是否构成符合上述条件的三 角形，以此类推，直至查找到符合上述条件的三角形，或者直至已遍历所述第一子节点指定 长度内的子节点。
较佳的，所述指定长度为所述第一子节点两倍探测半径内。较佳的，所述预设计数大于等于两次。较佳的，所述决策门限具体可计算如下Tt=c π R2d，其中Tt为决策门限，c为常数， R代表节点的探测半径，d为所述第一子节点指定长度内的子节点的密度。相应的，本发明实施例提供一种无线传感器网络头节点设备，其包括
接收模块，用于接收子节点检测运动目标后发送的检测结果，所述检测结果包括第一 子节点发送的检测结果；
第一判断模块，用于根据接收的检测结果判断发送所述检测结果的子节点是否检测到 所述运动目标，其中所述检测结果包括第一子节点发送的检测结果；
激活模块，用于当所述第一判断模块判断第一子节点检测到运动目标时，激活所述第 一子节点指定长度内的其他子节点进行运动目标检测；
查找模块，用于所述激活模块激活其他子节点后，有子节点检测到所述运动目标时，查 找符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构成 三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度；条 件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；
计算模块，用于当所述查找模块查找出符合上述三个条件的三角形时，以该三角形的 质心为圆心，所述第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该圆形区域中 子节点发现运动目标的概率大于节点探测门限的节点总数；所述探测门限为预先设置的单 个子节点发现目标的门限；
决策判断模块，用于比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小，当所述节点总 数大于所述决策门限时，判定该圆形区域内检测到运动目标；否则，继续等待，所述决策门 限为以节点探测半径为半径的圆面积的倍数。较佳的，
所述接收模块接收的检测结果为子节点发送的计数变量，所述计数变量初值为0，子节 点每采集一次信号，所述子节点将采集的信号与节点探测门限进行比较，当所述采集的信 号大于所述探测门限时，所述子节点中预存的计数变量加1，否则所述计数变量不变，当所 述节点采集完预设次数的信号后，将所述计数变量发送给所述头节点设备，并且所述子节 点将所述计数变量清零；
所述第一判断模块进一步用于计算所述子节点发送的计数变量与预设次数的比值，并 将所述比值与节点的探测门限进行比较，当所述比值大于所述探测门限时，则判断所述子 节点检测到运动目标，所述计数变量与预设次数的比值为单个节点发现运动目标的概率。较佳的，所述查找模块进一步包括
节点选择模块，用于从所述第一子节点指定长度内获取三个子节点，首先获取的三个 子节点为发现运动目标概率最大的三个子节点，后续获取子节点时，保留前次组成三角形 的最短边两个顶点的子节点，并从剩余子节点中筛选出发现运动目标概率最大的一个子节 点，与保留的子节点构成保留的子节点连同筛选出的子节点，依次类推，直至查找到符合三 个条件的三角形，或者直至遍历所述第一子节点指定长度内的所有子节点；
查找子模块，用于根据所述节点选择模块每次获取的三个子节点判断所述三个子节点 是否构成符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二构成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定 长度；条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；如果判断为否，则通知所述节点选 择模块继续获取子节点。较佳的，所述指定长度为所述第一子节点两倍探测半径内。较佳的，所述决策门限具体可计算如下Tt=c π R2d，其中Tt为决策门限，c为常数， R代表节点的探测半径，d为所述第一子节点指定长度内的子节点的密度。实施本发明实施例，具有如下有益效果
本发明实施例，通过头节点唤醒初次检测到运动目标的子节点预定范围内的子节点进 行运动目标检测，也即本发明实施例只唤醒一部分节点进行目标检测，可有效第节省节点 能力；而通过区域范围内的节点确定运动目标经过的区域，可有效地解决单个节点发现运 动目标概率小的缺陷，有效地抑制了虚警；此外，本发明实施例采用的区域目标检测方法不 需要知道节点中传感器的检测概率和虚警概率，对应用环境和传感器特性没有特殊要求， 更具有普遍性。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明的运动目标检测方法的简要流程示意图2是本发明的无线传感器网络头节点设备的一实施例结构组成示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。下面结合附图1对和具体实施方式
对本发明的运动目标检测方法进行详细说明。图1所示为本发明的运动目标检测方法的简要流程示意图。具体实现中，本发明 的运动目标检测方法应用于无线传感器网络中，所述无线传感器网络包括一个头节点和若 干子节点。一般情况下，头节点除具备检测能力之外，还具有较强的计算能力，而一般的子 节点除具备检测能力之外，具备较弱的计算能力，另外，头节点具有较大的能力，能与远方 的雷达站进行通信，而一般子节点不具备该功能。如图1所示，本发明的运动目标检测方法 包括
步骤S110，第一子节点检测运动目标发出的信号，并将检测结果发送给头节点。具体实现中，本发明的无线传感器网络中保留几个长期处于激活状态的子节点用 于检测运动目标，这些节点即为第一子节点。具体实现中，当运动目标进入节点的探测区域 时，节点会自动采集所述运动目标发出的信号，第一子节点即是采用该原理来采集运动目 标发出的信号的。具体的，运动目标运动过程中，会发出声音、热量等信号，因此，节点便可 采集声音信号或红外信号等。再进一步，节点在进行信号采集的时候是按照探测周期(是指 节点的传感器进行一次信号采集的周期)进行采集的，因此，具体实现中，节点可在一次探测周期完成后将采集的信号发送给头节点，也可以在多次探测周期之后将采集的信号发送 给头节点。例如，第一子节点可多次(即为后续的预设次数，可为N次，N大于等于2)采集 所述运动目标发出的信号，每采集一次信号，所述第一子节点将采集的信号与节点探测门 限(探测门限为预先设置的单个子节点发现目标的门限，本发明中可设探测门限为Td)进行 比较，当所述采集的信号大于所述探测门限时，所述第一子节点中预存的计数变量(本发明 中可设计数变量为r)加1，否则所述计数变量不变，当第一节点采集完预设次数的信号后， 将所述计数变量发送给所述头节点，并将所述第一子节点存储的计数变量清零，所述计数 变量的初值为0。步骤S111，当所述头节点判断所述第一子节点检测到运动目标时，激活所述第一 子节点指定长度内的其他子节点进行运动目标检测。具体实现中，所述头节点通过第一子节点发送的检测结果判断所述第一子节点是 否检测到运动目标，倘若所述第一子节点发送的检测结果为一个探测周期后的检测数据， 头节点即通过该次采集结果与探测门限进行比较，判断出所述第一子节点是否检测到运动 目标，单个节点单个探测周期如何判断是否检测到运动目标为现有技术内容，在此不进行 赘述；倘若所述第一子节点发送的检测结果为N次探测周期之后的检测数据，头节点即可 采用如下方式进行判断，所述头节点计算所述第一子节点发送的计数变量与预设次数的比 值，并将所述比值与节点的探测门限进行比较，当所述比值大于所述探测门限时，则判断所 述第一子节点检测到运动目标，所述计数变量与预设次数的比值为单个节点发现运动目标 的概率。假设第一子节点为无线传感器网络中第i个节点，那么其计数变量为经过N个 探测周期之后，可近似认为给节点确认目标存在的概率为a/N，因此，当ri/N > Td时，则可 判断出所述第一子节点检测到运动目标，否则，认为所述第一子节点未检测到运动目标。具体实现中，所述第一子节点指定长度为所述第一子节点两倍探测半径内。具体实现中，其他子节点进行运动目标检测的方式可与第一子节点进行运动目标 检测的方式相同。步骤Sl 12，当有子节点检测到所述运动目标时，所述头节点在所述指定长度内的 子节点中，查找符合三个条件的三角形，所述三个条件包括条件一构成三角形的三个子 节点不能共线；条件二 构成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第 一子节点的所述指定长度；条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个。具体实现中，所述头节点在查找符合上述三个条件的三角形时，可首先获取发现 运动目标概率最大的三个子节点，判断所述三个子节点是否构成符合上述三个条件的三角 形；
当判断所述三个子节点不能构成符合上述三个条件的三角形时，所述头节点保留组成 上述三角形的最短边两个顶点的子节点，并从剩余子节点中筛选出发现运动目标概率最大 的一个子节点，然后用保留的子节点连同筛选出的子节点判断是否构成符合上述条件的三 角形，以此类推，直至查找到符合上述条件的三角形，或者直至已遍历所述第一子节点指定 长度内的子节点。步骤S113，当所述头节点查找到符合上述三个条件的三角形时，以该三角形的质 心为圆心，所述第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该圆形区域中子 节点发现运动目标的概率大于节点探测门限的节点总数。
步骤S114，所述头节点比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小，当所述 节点总数大于所述决策门限时，判定该圆形区域内检测到运动目标；否则，继续等待，所述 决策门限为以节点探测半径为半径的圆面积的倍数。具体实现中，所述决策门限具体可计算如下Tt=C π R2d，其中Tt为决策门限，c为 常数，R代表节点的探测半径，d为所述第一子节点指定长度内的子节点的密度。本实施例示出了一个第一子节点从检测运动目标到最终头节点确定在所述第一 子节点的两倍探测半径区域内检测到运动目标的方法流程图。具体实现中，一个无线传感 器网络中可包括两个或者更多的第一子节点，因此，对于其中的每个第一子节点均可采用 本发明的方法进行运动目标检测，并且，当判断其中一个第一子节点为检测到运动目标时， 系统可遍历其他的第一子节点，直到所有的第一子节点均报告未检测到运动目标时，无线 传感器网络方可认定未检测到运动目标，也即运动目标不存在。下面结合附图2对和具体实施方式
对本发明的无线传感器网络头节点设备进行 详细说明。如图2所示，本发明的无线传感器网络头节点设备包括接收模块21、第一判断模 块22、激活模块23、查找模块M、计算模块25、决策判断模块沈，其中
接收模块21，用于接收子节点检测运动目标后发送的检测结果，所述检测结果包括第 一子节点发送的检测结果。具体实现中，本发明的无线传感器网络中保留几个长期处于激 活状态的子节点用于检测运动目标，这些节点即为第一子节点。具体实现中，当运动目标进 入节点的探测区域时，节点会自动采集所述运动目标发出的信号，第一子节点即是采用该 原理来采集运动目标发出的信号的。具体的，运动目标运动过程中，会发出声音、热量等信 号，因此，节点便可采集声音信号或红外信号等。再进一步，节点在进行信号采集的时候是 按照探测周期(是指节点的传感器进行一次信号采集的周期)进行采集的，因此，具体实现 中，节点可在一次探测周期完成后将采集的信号发送给头节点，也可以在多次探测周期之 后将采集的信号发送给头节点。例如，第一子节点可多次(即为后续的预设次数，可为N次， N大于等于2)采集所述运动目标发出的信号，每采集一次信号，所述第一子节点将采集的 信号与节点探测门限(探测门限为预先设置的单个子节点发现目标的门限，本发明中可设 探测门限为Td)进行比较，当所述采集的信号大于所述探测门限时，所述第一子节点中预存 的计数变量(本发明中可设计数变量为r)加1，否则所述计数变量不变，当第一节点采集完 预设次数的信号后，将所述计数变量发送给所述头节点，并将所述第一子节点存储的计数 变量清零，所述计数变量的初值为0。因此，所述接收模块21接收的检测结果可为节点在一 次探测周期之后采集的信号，所述接收模块21接收的检测结果也可为子节点发送的计数 变量。第一判断模块22，用于根据接收的检测结果判断发送所述检测结果的子节点是否 检测到所述运动目标，其中所述检测结果包括第一子节点发送的检测结果。具体实现中，第 一判断模块22 —方面根据第一子节点发送的检测结果判断第一子节点是否检测到所述运 动目标，另一方面根据激活模块激活的其他子节点发送的检测结果，判断其他子节点是否 检测到所述运动目标。具体实现中，所述第一子节点以及其他子节点检测是否有运动目标 的方式可相同。下面以第一子节点发送的检测结果为例进行举例说明。倘若所述第一子节 点发送的检测结果为一个探测周期后的检测数据，第一判断模块22即通过该次采集结果与探测门限进行比较，判断出所述第一子节点是否检测到运动目标，单个节点单个探测周 期如何判断是否检测到运动目标为现有技术内容，在此不进行赘述；倘若所述第一子节点 发送的检测结果为N次探测周期之后的检测数据，第一判断模块22即可采用如下方式进行 判断，所述头节点计算所述第一子节点发送的计数变量与预设次数的比值，并将所述比值 与节点的探测门限进行比较，当所述比值大于所述探测门限时，则判断所述第一子节点检 测到运动目标，所述计数变量与预设次数的比值为单个节点发现运动目标的概率。假设第 一子节点为无线传感器网络中第i个节点，那么其计数变量为经过N个探测周期之后， 可近似认为给节点确认目标存在的概率为a/N，因此，当ri/N > Td时，则可判断出所述第一 子节点检测到运动目标，否则，认为所述第一子节点未检测到运动目标。激活模块23，用于当所述第一判断模块22判断第一子节点检测到运动目标时，激 活所述第一子节点指定长度内的其他子节点进行运动目标检测。具体实现中，所述第一子 节点指定长度为所述第一子节点两倍探测半径内。查找模块M，用于所述激活模块23激活其他子节点后，有子节点检测到所述运动 目标时，查找符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条 件二构成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指 定长度；条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个。如图2所示，具体实现中，查找模 块M可进一步包括节点选择模块对1，用于从所述第一子节点指定长度内获取三个子节 点，首先获取的三个子节点为发现运动目标概率最大的三个子节点，后续获取子节点时，保 留前次组成三角形的最短边两个顶点的子节点，并从剩余子节点中筛选出发现运动目标概 率最大的一个子节点，与保留的子节点构成保留的子节点连同筛选出的子节点，依次类推， 直至查找到符合三个条件的三角形，或者直至遍历所述第一子节点指定长度内的所有子节 点；查找子模块对2，用于根据所述节点选择模块Ml每次获取的三个子节点判断所述三个 子节点是否构成符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线； 条件二 构成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述 指定长度；条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；如果判断为否，则通知所述节 点选择模块241继续获取子节点。计算模块25，用于当所述查找模块M查找出符合上述三个条件的三角形时，以该 三角形的质心为圆心，所述第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该圆 形区域中子节点发现运动目标的概率大于节点探测门限的节点总数；所述探测门限为预先 设置的单个子节点发现目标的门限。决策判断模块沈，用于比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小，当所述 节点总数大于所述决策门限时，判定该圆形区域内检测到运动目标；否则，继续等待，所述 决策门限为以节点探测半径为半径的圆面积的倍数。具体实现中，所述决策门限具体可计算如下Tt=c π R2d，其中Tt为决策门限，c为 常数，R代表节点的探测半径，d为所述第一子节点指定长度内的子节点的密度。本发明实施例，通过头节点唤醒初次检测到运动目标的子节点预定范围内的子节 点进行运动目标检测，也即本发明实施例只唤醒一部分节点进行目标检测，可有效第节省 节点能力；而通过区域范围内的节点确定运动目标经过的区域，可有效地解决单个节点发 现运动目标概率小的缺陷，有效地抑制了虚警；此外，本发明实施例采用的区域目标检测方法不需要知道节点中传感器的检测概率和虚警概率，对应用环境和传感器特性没有特殊要 求，更具有普遍性。 以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范 围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种运动目标检测方法，其应用于无线传感器网络中，所述无线传感器网络包括一 个头节点和若干子节点，其特征在于，该方法包括第一子节点检测运动目标发出的信号，并将检测结果发送给所述头节点；当所述头节点判断所述第一子节点检测到运动目标时，激活所述第一子节点指定长度 内的其他子节点进行运动目标检测；当有子节点检测到所述运动目标时，所述头节点在所述指定长度内的子节点中，查找 符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构成三 角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度；条件 三构成的三角形内的子节点小于等于2个；当所述头节点查找到符合上述三个条件的三角形时，以该三角形的质心为圆心，所述 第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该圆形区域中子节点发现运动目 标的概率大于节点探测门限的节点总数；所述探测门限为预先设置的单个子节点发现目标 的门限；所述头节点比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小，当所述节点总数大于所 述决策门限时，判定该圆形区域内检测到运动目标；否则，继续等待；所述决策门限为以节 点探测半径为半径的圆面积的倍数。
2.如权利要求1所述的运动目标检测方法，其特征在于，第一子节点检测运动目标发 出的信号，并将检测结果发送给所述头节点，进一步包括当运动目标进入所述第一子节点探测区域时，所述第一子节点自动采集所述运动目标 发出的信号；所述第一子节点多次采集所述运动目标发出的信号，每采集一次信号，所述第一子节 点将采集的信号与节点探测门限进行比较，当所述采集的信号大于所述探测门限时，所述 第一子节点中预存的计数变量加1，否则所述计数变量不变，当第一节点采集完预设次数的 信号后，将所述计数变量发送给所述头节点，并将所述第一子节点存储的计数变量清零，所 述计数变量的初值为0 ；所述头节点判断所述第一子节点检测到运动目标，进一步包括所述头节点计算所述第一子节点发送的计数变量与预设次数的比值，并将所述比值与 节点的探测门限进行比较，当所述比值大于所述探测门限时，则判断所述第一子节点检测 到运动目标，所述计数变量与预设次数的比值为单个节点发现运动目标的概率。
3.如权利要求1或2所述的运动目标检测方法，其特征在于，所述头节点在所述指定长 度内的子节点中，查找符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能 共线；条件二 构成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点 的所述指定长度；条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个，进一步包括所述头节点首先获取发现运动目标概率最大的三个子节点，判断所述三个子节点是否 构成符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构 成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度； 条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；当判断所述三个子节点不能构成符合上述三个条件的三角形时，所述头节点保留组成 上述三角形的最短边两个顶点的子节点，并从剩余子节点中筛选出发现运动目标概率最大的一个子节点，然后用保留的子节点连同筛选出的子节点判断是否构成符合上述条件的三 角形，以此类推，直至查找到符合上述条件的三角形，或者直至已遍历所述第一子节点指定 长度内的子节点。
4.如权利要求1所述的运动目标检测方法，其特征在于，所述指定长度为所述第一子 节点两倍探测半径内。
5.如权利要求2所述的运动目标检测方法，其特征在于，所述预设计数大于等于两次。
6.如权利要求1所述的运动目标检测方法，其特征在于，所述决策门限具体可计算如 下Tt=c π R2d，其中Tt为决策门限，c为常数，R代表节点的探测半径，d为所述第一子节点 指定长度内的子节点的密度。
7.一种无线传感器网络头节点设备，其特征在于，包括接收模块，用于接收子节点检测运动目标后发送的检测结果，所述检测结果包括第一 子节点发送的检测结果；第一判断模块，用于根据接收的检测结果判断发送所述检测结果的子节点是否检测到 所述运动目标，其中所述检测结果包括第一子节点发送的检测结果；激活模块，用于当所述第一判断模块判断第一子节点检测到运动目标时，激活所述第 一子节点指定长度内的其他子节点进行运动目标检测；查找模块，用于所述激活模块激活其他子节点后，有子节点检测到所述运动目标时，查 找符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件二 构成 三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定长度；条 件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；计算模块，用于当所述查找模块查找出符合上述三个条件的三角形时，以该三角形的 质心为圆心，所述第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该圆形区域中 子节点发现运动目标的概率大于节点探测门限的节点总数；所述探测门限为预先设置的单 个子节点发现目标的门限；决策判断模块，用于比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小，当所述节点总 数大于所述决策门限时，判定该圆形区域内检测到运动目标；否则，继续等待，所述决策门 限为以节点探测半径为半径的圆面积的倍数。
8.如权利要求7所述的无线传感器网络头节点设备，其特征在于，所述接收模块接收的检测结果为子节点发送的计数变量，所述计数变量初值为0，子节 点每采集一次信号，所述子节点将采集的信号与节点探测门限进行比较，当所述采集的信 号大于所述探测门限时，所述子节点中预存的计数变量加1，否则所述计数变量不变，当所 述节点采集完预设次数的信号后，将所述计数变量发送给所述头节点设备，并且所述子节 点将所述计数变量清零；所述第一判断模块进一步用于计算所述子节点发送的计数变量与预设次数的比值，并 将所述比值与节点的探测门限进行比较，当所述比值大于所述探测门限时，则判断所述子 节点检测到运动目标，所述计数变量与预设次数的比值为单个节点发现运动目标的概率。
9.如权利要求7或8所述的无线传感器网络头节点设备，其特征在于，所述查找模块进 一步包括节点选择模块，用于从所述第一子节点指定长度内获取三个子节点，首先获取的三个子节点为发现运动目标概率最大的三个子节点，后续获取子节点时，保留前次组成三角形 的最短边两个顶点的子节点，并从剩余子节点中筛选出发现运动目标概率最大的一个子节 点，与保留的子节点构成保留的子节点连同筛选出的子节点，依次类推，直至查找到符合三 个条件的三角形，或者直至遍历所述第一子节点指定长度内的所有子节点；查找子模块，用于根据所述节点选择模块每次获取的三个子节点判断所述三个子节点 是否构成符合下述三个条件的三角形，条件一构成三角形的三个子节点不能共线；条件 二 构成三角形的三个子节点形成的三角形的最长边小于等于所述第一子节点的所述指定 长度；条件三构成的三角形内的子节点小于等于2个；如果判断为否，则通知所述节点选 择模块继续获取子节点。
10.如权利要求7所述的无线传感器网络头节点设备，其特征在于，所述指定长度为所 述第一子节点两倍探测半径内。
11.如权利要求7所述的无线传感器网络头节点设备，其特征在于，所述决策门限具体 可计算如下Tt=c π R2d，其中Tt为决策门限，c为常数，R代表节点的探测半径，d为所述第 一子节点指定长度内的子节点的密度。
全文摘要
本发明实施例公开了一种运动目标检测方法、无线传感器网络头节点设备，其中所述方法包括第一子节点检测运动目标发出的信号；当判断所述第一子节点检测到运动目标时，激活所述第一子节点指定长度内的其他子节点进行运动目标检测；当有子节点检测到所述运动目标时，在所述指定长度内的子节点中，查找符合三个条件的三角形；当查找到符合上述三个条件的三角形时，以该三角形的质心为圆心，所述第一子节点的探测半径为半径确定一个圆形区域，并计算该区域中子节点发现运动目标的概率大于节点探测门限的节点总数；比较上述节点总数与预先设定的决策门限的大小。实施本发明，可有效地解决单节点发现目标概率小的问题。
文档编号H04W84/18GK102123417SQ201110049858
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者周舟, 熊国华 申请人:中国广东核电集团有限公司, 中科华核电技术研究院有限公司