可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统

摘要

本发明涉及一种可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统，包括：前端信息探测模块，用以获取探测目标的信号；传输处理模块，用以对前端信息探测模块获取的信号进行处理和传输给后台指挥模块；后台指挥模块，用以对传输处理模块传输来的信号进行判断和处理。还包括前端执行模块，用以根据后台指挥模块的指令，协同所述前端信息探测模块联动能够迅速检测到探测目标的相关信息并响应，本发明的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统可以全天候、全方位工作，从而可以在任何时候及时进行探测与响应。

说明书

技术领域

本发明涉及安防、抢险、救援探测领域，更具体地，涉及一种可组网的环 境智能自动探测、指挥控制执行系统。

背景技术

世界万物皆有灵性，并有不同生命表现形式,有些为我们所熟知,有些为我 们未知且在不断科学探索的过程中,如在抗震抢险挽救生命等人道救援行动 中，如何通过先进的科学技术手段来探知我们目前所已经掌握的生命对外表现 形式，从而在最短的时间内以最高的效率达到救援生命的崇高目的，这是科学 技术对于人类生命而言真正的价值所在，也是最值得努力的美好方向。

众所周知，生命有着许多特别的生命信息，这些生命信息会通过各种能量 方式表现在身体外部，比如声波、超声波、电波、光波以及一些人类目前还没 有掌握的特殊波-如大脑在进行活动时所产生的一些波等，这些波的频率不同， 发出的能量完全不同，生命探测仪正是通过探测这些不同的能量信息而判断出 现在屏幕上的不同生命形式。

目前所知的生命探测仪技术大致可分为：

1.音频、声波音频探测：通过获取在空气中传播的微弱声波并放大信号来探 测目标。如震动波音频探测器，通过震动探头拾取并放大地面传来的震动波来 探测目标。这类技术的共同特点就是：价格较低，比较简单易用。但其缺陷在 于现场需要有一定的孔洞和裂隙才能伸入探测设备，或只适用于浅表层、大空 间的探测，在下雨或有消防用水的情况下会受到一定的环境干扰而使得准确度 明显下降。

2.雷达波生命探测：由雷达天线定向集中地发射电磁波，该电磁波能穿透 混凝土墙壁、碎石瓦砾等，与人体接触后反射并产生变化。由于这种变化受人 的身体活动、呼吸甚至心跳活动的影响，反射后变化了的电磁波被接收器接 收，经过过滤背景干扰，某些特有的波谱经计算机软件分析处理，在显示屏显 示。这类产品的缺陷在于其实际穿透率受不同遮挡材质性能与厚度不同而有影 响。

3.二氧化碳浓度探测:人呼吸时会释放二氧化碳，造成二氧化碳浓度增 加。通过细管伸下去抽吸里面的空气，检测抽出来的空气里面的二氧化碳含量 后判断是否有人。在密闭、狭窄场所会有所帮助，但大面积抢救效率较低。

4.红外/可见光视频探测：在地质灾害抢险救援现场，往往伴随雨雪、大 雾等恶劣气候环境，且经常处于断电、夜晚无光照等场景下，利用红外原理的 红外视频探测器就首当其冲了，通过热成像技术转换到显示屏成像。能有视频 显得较为形象，直观简单、易用。但目前上市产品普遍为单一嵌入式设计，仅 适合个人小面积、短距离、单一探测目的使用，功能简单。

还有，对于在海洋环境中，岛屿岛礁如珍珠般散布在海面上，由于无法像 陆地一样，建设完整的地面网络，单纯采用人力监控或船只巡逻的方式，会耗 费大量的人力物力。

因此，如何能以最快速度探测到目标、快速组网，迅速为指挥中心提供实 时全面现场探测信息，并能辅之以智能分析、识别、执行等功能是目前亟待解 决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可组网的环境智能自动探测、指挥 控制执行系统，以解决现有探测系统带来的缺陷和不足。

为解决上述问题，本发明提供一种可组网的环境智能自动探测、指挥控制 执行系统，包括：

前端信息探测模块，用以获取探测目标的信号；

传输处理模块，用以对前端信息探测模块获取的信号进行处理和传输给后 台指挥模块；

后台指挥模块，用以对传输处理模块传输来的信号进行判断和处理。

进一步地，还包括前端执行模块，用以根据后台指挥模块的指令，协同所 述前端信息探测模块联动，具体地，所述前端执行模块为控制云台，用以根据 所述后台指挥模块判断指令，调整前端信息探测模块的探测方向或者距离，或 所述前端执行模块为火控系统的控制单元，用以根据所述后台指挥模块判断指 令，对远程的火控系统进行控制，或所述前端执行模块为雷达同步装置，用以 与所述前端信息探测模块对探测目标进行同步侦测，或所述前端执行模块为报 警装置，用以当所述后台指挥模块指令触发报警装置时，发出预警。

进一步地，所述传输处理模块包括智能处理模块和双向网络传输模块，其 中，

所述智能处理模块用以对前端信息探测模块获取的信号进行运算和处理 后，通过双向网络传输模块传输给后台指挥模块，或者所述双向网络传输模块 将前端信息探测模块获取的信号传输给智能处理模块，并经过智能处理模块进 行运算和处理后，传输给后台指挥模块。

进一步地，所述前端信息探测模块为红外成像模块、雷达、可见光传感器、 音频传感器、电磁场探测器、温湿度传感器、空气成分分析仪、化学传感器之 任意一种或多种的组合，用于捕获探测目标信息。

进一步地，所述后台指挥模块为用户指挥中心或者自动决策中心。

进一步地，所述传输处理模块通过局域网、有线或者无线网络、激光通信、 卫星通信中任意一种将信号传输给后台指挥模块。

进一步地，当传输处理模块通过无线网络传输时，该无线网络为自组织应 急通信网络，所述自组织应急通信网络包括Ad-hoc自组织网络、多个第一通信 单元以及第二通信单元并与后台指挥模块联接，其中，

Ad-hoc自组织网络用于覆盖一定范围内的用户节点；

多个第一通信单元，分别设置于Ad-hoc自组织网络端，与每个Ad-hoc自 组织网络连接，用以向后台指挥模块传输信息以及接受来自后台指挥模块的信 息；

第二通信单元，作为后台指挥模块与第一通信单元的中继通信，与所有第 一通信单元连接，用以实现不同的Ad-hoc自组织网络之间连接互通，并与后台 指挥模块相连接，用以将第一通信单元输出的信息向后台指挥模块传输，并向 Ad-hoc自组织网络内的节点传递来自后台指挥模块的信息，

当所述传输处理模块通过卫星通信传输时，该卫星通信系统包括第一卫星 通信单元、卫星并连接后台指挥模块，其中，

第一卫星通信单元设置在前端信息探测模块上，包含动中通卫星天线系统、 卫星调制解调器Modem、功放GUC、低噪声放大器LNA；动中通卫星天线系 统适应各类速度乃至电子响应级别；所述第一卫星通信单元通过卫星作为中继 接力通讯，通过卫星中继向后台指挥模块传输前端信息探测模块的实时空间位 置信息或/和自身状态信息或/和外界环境信息或/和目标物体信息，并向前端信息 探测模块传递从后台指挥模块发送主控命令数据或/和各类双向通信服务数据或 /和势态数据；

卫星，用以实现所述前端信息探测模块的动中通卫星通信天线系统以及后 台指挥模块的中继通讯，或者同时实现各前端信息探测模块的双向通讯。

进一步地，所述智能处理模块包括模式识别单元，用以对所述信号进行识 别，获得探测目标的行为模式或者状态。

进一步地，所述前端信息探测模块设置为若干个，用以探测多个目标的信 号。

进一步地，所述若干个前端信息探测模块分布在不同物理位置上。

进一步地，所述后台指挥模块设置为若干个，用以分别或共同对双向网络 传输模块传输来的信号进行判断和处理。

进一步地，所述若干后台指挥模块分布在不同物理位置或者不同终端上。

与现有技术相比，本发明提出的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执 行系统，能够迅速检测到探测目标的出现，可以全天候、全方位地工作，从而 可以在任何时候及时进行探测与响应。

附图说明

图1是本发明实施例一的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统 结构图；

图2是本发明实施例二的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统 结构图；

图3是本发明实施例三的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统 结构图；

图4是本发明实施例四的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统 结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和 具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

请参阅图1所示，本实施例的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行 系统包括前端信息探测模块1，传输处理模块2以及后台指挥模块3，其中，

所述前端信息探测模块1可为红外成像模块（未图示），该红外成像模块可 以为短距离的红外镜头，为了体现本实施例取得更好的技术效果以及适用更广 泛，也可以为可变焦的红外镜头，从而可以对更远距离的探测目标进行探测。

传输处理模块2包括智能处理模块21和双向网络传输模块22，

智能处理模块可以设置靠近在前端信息探测模块1，一旦前端信息探测模块 1获取的信号，即可进行运算和处理后，然后通过双向网络传输模块22传输给 后台指挥模块3。

当人、动物或者发热物体比如被人丢弃的烟头、或者有火苗出现，由于这 些对象的均为发热体，红外镜头利用发热体与周围环境的红外辐射特性的差别， 以成像的方式把这些发热体与背景分开，及时探测到到发热体的出现，从而捕 获到这些探测目标对象的信号。一旦捕获，智能处理模块21即可对该信号进行 运算和处理，并将处理的结果通过双向网络传输模块22传输给后台指挥模块3。

当然，本实施例的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统，也可 以根据需要，例如在白天使用的时候，将前端信息探测模块1换成可见光的成 像模块，用以在成像比较清楚的情况下，直接采集探测目标的图像。也可以根 据实际的需要，将其更换成雷达、光传感器、音频传感器、电磁场探测器、温 湿度传感器、空气成分分析仪、化学传感器之任意一种或者多种的组合，从而 可以针对该特定待探测的信号进行探测，比如特定的某种音频进行监控、某种 特定的化学物质等等。

所述后台指挥模块3在获得传来的信号后，即可对该信号进行分析和判断， 可以对探测到的目标采取相应的应对措施，所述后台指挥模块3可以设置在远 程的探测中心的电脑上，或者远程终端的移动设备上，比如手机、或者平板电 脑等。后台指挥模块3可以设置为人工指挥中心，由人工进行监控，及时根据 探测得到的信息，并经过数据处理后，来进行判断是否采取相应的措施，也可 以根据需要，将后台指挥模块3设定成自动决策中心，设置成相应的应急启动 程序，一旦探测的目标符合设定的条件，自动启动该应急程序，无须人为的参 与，例如应用在海事防御上，自动决策中心可以设置为自动反击的程序，一旦 入侵的船只出现，符合设定的条件，即可直接启动自动反击，对其入侵的船只 进行攻击而无需人工的干预。

双向网络传输模块3可通过局域网、无线网络、有线网络、激光通信、或 者卫星通信等网络环境，

进一步地，本实施例的技术方案在自组织应急通信网络（Self-organized Emergencey Network System简称为SENS）这类无线环境中尤其适合。自组织 应急通信网络包括Ad-hoc自组织网络、多个第一通信单元以及第二通信单元并 与后台指挥模块联接，其中，Ad-hoc自组织网络用于覆盖一定范围内的用户节 点；多个第一通信单元，分别设置于Ad-hoc自组织网络端，与每个Ad-hoc自 组织网络连接，用以向后台指挥模块3传输信息以及接受来自后台指挥模块3 的信息；第二通信单元作为后台指挥模块3与第一通信单元的中继通信，与所 有第一通信单元连接，用以实现不同的Ad-hoc自组织网络之间连接互通，并与 后台指挥模块3相连接，用以将第一通信单元输出的信息向后台指挥模块3传 输，并向Ad-hoc自组织网络内的节点传递来自后台指挥模块3的信息，SENS 的具体技术方案请参见专利申请号为201210301547.6的申请文件，在此不再详 述。

比如，在一个突发性地震区域，此时该区域的网络基础设施已经被破坏， 救援人员在搜寻的过程中，即使在夜间或者迷雾中，通过红外镜头即可发现遇 险待救人员的方位与情况，从而可以迅速采取救援措施。

当所述传输处理模块2通过卫星通信传输时，该卫星通信系统包括第一卫 星通信单元、卫星并连接后台指挥模块3，其中，第一卫星通信单元设置在前端 信息探测模块上，包含动中通卫星天线系统、卫星调制解调器Modem、功放 GUC、低噪声放大器LNA；动中通卫星天线系统适应各类速度乃至电子响应级 别；所述第一卫星通信单元通过卫星作为中继接力通讯，通过卫星中继向后台 指挥模块3传输前端信息探测模块1的实时空间位置信息或/和自身状态信息或/ 和外界环境信息或/和目标物体信息，并向前端信息探测模块1传递从后台指挥 模块3发送主控命令数据或/和各类双向通信服务数据或/和势态数据；卫星，用 以实现所述前端信息探测模块1的动中通卫星通信天线系统以及后台指挥模块3 的中继通讯，或者同时实现各前端信息探测模块1的双向通讯。通过卫星通信 传输的具体技术方案请参见专利申请号为201110296303.9的申请文件，在此不 再详述。

对于在海洋环境中，岛屿岛礁如珍珠般散布在海面上，由于无法像陆地一样， 建设完整的地面网络，因此，融合了最新的OFDMA技术的高带宽，远距离无 线通信技术与卫星回传链路相结合，提供海陆空三维立体式通信体制，是解决 海洋岛礁复杂环境中数据与信息互联互通的有效手段。

海洋岛礁海陆空三维立体式通信系统结合了机载、船载、车载等多种方式， 融合SENS自组网技术、OFDMA技术、卫星通信技术，解决了海上多种单位间 的互联互通，并通过卫星回传链路，与陆地地面站、后方指挥中心进行通信， 本实施例均可使用在此通讯环境中，因此在作战、应急、巡逻、捕鱼生产等等 方面具有极大的应用价值。

采用本实施例系统，可以实时的监控各个岛礁及附近海域的情况。通过特制 远程可变焦红外镜头捕获远距离红外视频，进而进行模式自动识别与分析，与 既定规则策略相结合进行监控、判定、与触发报警等功能。可探测距离从零米 到数公里、乃至十公里、数十公里以上等。可实现白天、夜晚全天候和全方位 监测，监测区域与目标可根据实际情况需要设定。

智能处理模块21上设置有模式识别单元（未标示），对预探测目标的行为 模式进行预设，通过数据挖掘与模式识别技术，进行特定的智能模式、语义等 的分析，提取有用特征信息，一旦发现预设探测目标出现，即可将出现的目标 的行为特征或者状态与预设的模式进行对比，并分析差异，从而进行判断该出 现的目标是否异常或者是否允许该目标出现，比如在单向行驶的区域里，一旦 发现逆向行驶的车辆，即可及时探测到或者拉响报警。还有如下的场景中均可 使用：

1、巡逻目标触发报警，即行进过程中或画面有目标出现，触发报警。

2、行为模式识别，对区域内人的行为进行行为分析判定，有异常行为的报 警。

3、报警瞬间取像，录像取证功能。

本实施例结合在智能处理模块21上设置的模式识别单元的功能，还可以设 置有计数模块（未标示）、周界安保模块，从而可以对该模式识别识别的目标的 数量进行统计，从而用于下一步的判断和探测，比如点人数，设定区域，人数 （物体数）计算（动态），实时显示人数变化，与周界安保相结合，对于进入该 区域或者离开的可疑物进行监控，或者对某种热源出现的数量设置一个阈值， 当超过该阈值时，即可拉响警报。

实施例二

请参阅图2，基于实施例一的基础上，为了取得更佳的技术效果，本实施例 的可组网的环境智能自动探测、指挥控制执行系统还增加设置有前端执行模块 4，以使本实施例形成一个自动的反馈响应系统，该前端执行模块4可以根据应 用的场合，分别执行不同的任务：

前端执行模块4为报警装置（未标示），在一些周界安保场所里，比如危险 区域或者私密的场所，一般是不允许人、车辆、移动物体或者动物出现的，可 设定警戒线或警戒区域，一旦有入侵的物体进入探测的范围内，所述后台指挥 模块3即可立即触发报警装置，发出预警，拉响警报，从而提醒探测人员及时 发现问题或者根据自动决策中心设置的应急启动程序，立即启动应急反应。

或者，前端执行模块4为控制云台（未标示），用以根据所述后台指挥模块 指令的结果，调整前端信息探测模块1中设置的红外镜头的探测方向，或者根 据后台指挥模块获得信息的清晰程度，调整红外镜头的焦距，使得探测目标更 加清楚，便于识别。

或者，前端执行模块4为火控系统的控制单元（未标示），用以根据所述后 台指挥模块指令的结果，对远程的火控系统进行控制，如在一些消防场所里， 前端信息探测模块1上设置有喷洒装备，一旦前端信息探测模块1发现有火苗 出现，即将该火苗的红外信息通过传输处理模块2传输到后台指挥模块3，后台 指挥模块3即可触发所述火控系统的控制单元，所述火控系统的控制单元即可 启动喷洒装备对该火苗喷洒，防止火苗的蔓延。

或者，前端执行模块4为雷达同步装置，一旦前端信息探测模块1发现有 探测目标出现，立即将该信息通过传输处理模块2传输到后台指挥模块3，后台 指挥模块3即可触发雷达同步装置，该雷达同步装置即可协同前端信息探测模 块1一同对该探测目标持续监控。

双向网络传输模块22可通过局域网、无线网络、有线网络、激光通信、或 者卫星通信等网络环境，进一步地，本实施例的技术方案在SENS这类无线环 境中或者卫星通信中尤其适合，具体描述请参见实施例一，在此不再详述。

更进一步地，智能处理模块21上设置有模式识别单元，具体描述请参见实 施例一，在此不再详述。

本实施例结合在智能处理模块21上设置的模式识别单元的功能，还可以设 置有计数模块、周界安保模块，具体描述请参见实施例一，在此不再详述。

实施例三：

请参阅图3，本实施例中的前端信息探测1、传输处理模块2、后台指挥模 块3功能与实施例一相同，本实施例与实施例一的变化在于，可以根据需要， 当前端信息探测1分布在远离后台指挥模块的时候，为了降低功耗，使其探测 时间持续长久，以及携带方便等，可以将在前端进行数据处理的智能处理模块 21放置在后台指挥模块3，当前端信息探测模块1发现探测目标出现，通过双 向网络传输模块22先把获取的信号传输到放置在后台指挥模块3上的智能处理 模块21，由于智能处理模块21固定在后台，可以安装强大的软硬件环境，使得 分析和处理探测目标的能力更强。

双向网络传输模块22可通过局域网、无线网络、有线网络、激光通信、或 者卫星通信等网络环境，进一步地，本实施例的技术方案在SENS这类无线环 境中或者卫星通信中尤其适合，具体描述请参见实施例一，在此不再详述。

更进一步地，智能处理模块21上设置有模式识别单元，具体描述请参见实 施例一，在此不再详述。

本实施例结合在智能处理模块21上设置的模式识别单元的功能，还可以设 置有计数模块、周界安保模块，具体描述请参见实施例一，在此不再详述。

实施例四

请参阅图4，基于实施例三技术方案的基础上，本实施例的指挥控制执行系 统还增加设置有前端执行模块4，以使本实施例形成一个自动的反馈响应系统， 该前端执行模块4可以根据应用的场合，分别执行不同的任务，具体描述请参 见实施例二。

双向网络传输模块22可通过局域网、无线网络、有线网络、激光通信、或 者卫星通信等网络环境，进一步地，本实施例的技术方案在SENS这类无线环 境中或者卫星通信中尤其适合，具体描述请参见实施例一，在此不再详述。

更进一步地，智能处理模块21上设置有模式识别单元，具体描述请参见实 施例一，在此不再详述。

本实施例结合在智能处理模块21上设置的模式识别单元的功能，还可以设 置有计数模块、周界安保模块，具体描述请参见实施例一，在此不再详述。

上述实施例一至四中，所述的前端信息探测模块1可以根据需要，设置为 多个，可以设置为同种类型，也可以将雷达、光传感器、音频传感器、电磁场 探测器、温湿度传感器、空气成分分析仪、化学传感器等进行任意的组合，从 而可以同时对多个不同目标进行探测或者监控。

为了更好地进行探测，这些前端信息探测模块还可以分布在不同的物理位 置上，构成一个探测群，从而可以扩大探测的范围，避免遗漏探测死角，进一 步增强探测的能力。

上述实施例一至四中，为了加强后台指挥模块3的处理能力，可以设置多 个后台指挥模块，以及分布在不同的物理位置或者终端上，构成一个后台指挥 群，比如在作战群体的环境中，每一个战士都是一个后台指挥模块，从而可以 根据前端探测模块1探测到的情报或者信息，相互配合，联合作战。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是 与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明 的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其 等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。