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野外监控传感网系统通常部署在某些特殊区域，用于实时监控入侵特殊区域的可疑目标，为指挥中心提供丰富的情报信息，使得指挥人员能据此做出科学正确的决策。因其具有隐蔽性强、可自组织、可快速部署、可抵近侦察和高容错性等特点，野外监控传感网成为新一代野外监控系统中的典型代表。入侵目标的检测识别、运动方向估计、数量估计和速度估计都是极为重要的情报信息。要获得这些情报信息，传统的方式是采用声响、震动、红外、图像等多种传感器联合工作。本文对微孔径麦克风阵列传感器的功能做了进一步扩展，提出了一个完整的运动目标各种运动参数估计的技术框架，实现了仅用微孔径麦克风阵列传感器来实现入侵目标检测识别、运动方向估计、数量估计和速度估计等状态信息估计。本文主要研究工作和创新点如下: 1.在传统监控传感网中，单独使用麦克风传感器很难满足系统需求，常常需要借助震动、红外等其他类型传感器来实现运动目标检测、运动方向和数量估计的功能。本文详细对比了各类传感器节点的性能指标和优缺点，提出以微孔径麦克风阵列传感器替代原有复合式传感器套装系统的可能性，并实现复合式传感器套装系统才能实现的功能。本文也介绍了无人值守传感器节点的软硬件组成和设计，充分描述了基于微孔径麦克风阵列传感器单独使用的优越性和可行性。 2.本文对麦克风阵列传感器的功能进行了进一步扩展，提出了一个完整的运动目标各种运动参数估计的技术框架，实现了仅用麦克风阵列传感器来实现入侵目标检测识别、运动方向估计、数量估计和速度估计等状态信息估计。在该框架下，从入侵目标检测入手，以定向估计结果为基础，实现对运动目标的计数和运动方向估计，并提出了一种利用微孔径麦克风阵列实现风噪声等级估计的算法，从而构成了对运动目标的各种运动状态参数信息估计的技术框架。 3.针对基于微孔径麦克风阵列的运动目标的多种状态信息估计，对于其中某些状态信息估计的创新点又分为以下几点: 1)针对目前基于麦克风传感器在野外环境中应用受风噪声影响较大，造成虚警率较高导致单独基于麦克风传感器的无人值守系统无法使用的问题，本文首先提出一种基于能量-时延(Energy Delay Detection，EDD)的两级检测算法。算法中考虑到风噪声信号与声目标信号本质特征差异性的特点，充分利用麦克风阵列能够获取到的有效信息，设计了一种通过计算麦克风阵列不同阵元间时延参数信息不同来检测入侵目标，具有良好的抗风噪能力。外场实验表明EDD算法有效解决了野外监控环境中风噪声导致的虚警率高的问题，使得基于麦克风阵列的传感器节点能够单独作为值守传感器进行工作。算法策略简单易实现，开销小且检测效果稳定，而且能够解决环境自适应问题，更适合工程应用。 2)首次提出以微孔径麦克风阵列为基础的计数和运动方向估计算法。研究了定向曲线与运动目标数量和运动方向之间的关系，以方位角估计为基础，并设计了一种通过判断方位角信息变化规律来实现运动目标计数和运动方向估计的算法。外场试验表明，该算法具有较高的准确度和实用性。 3)利用麦克风阵列间不同阵元接收信息差异，设计了一种算法可以实现对野外风噪声等级进行粗略估计，并加入环境模块来获取更多使用环境的温度、湿度、光照度和大气压等气候信息，可将这些环境信息同获取的情报信息一起回传到指挥中心，一方面可以为指挥控制中心提供实时的环境气候信息，另一方面可以为传感器系统获取的情报信息提供置信度估计，为后续情报信息融合提供可靠依据。 本文描述了一个具备传统复合式传感器系统功能的传感器节点，该传感器节点仅仅使用麦克风阵列一种传感器，具有微型化、高度集成化、处理能力丰富、性价比高、可空投或者炮射等方式布设的特点，比较符合新一代传感侦察装备的要求。