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基于无线传感器网络战场感知(WSN)的关键技术分析研发
Abstract
Wireless sensor network which is taken as a new research hotpot in the information field has been concerned widely in the military field. In this paper, after introducing development status of wireless sensor network and advantages of battlefield perception, a perception system of battlefield information is designed based on WSN, many sensor network nodes are distributed in a special region, and the computer control platform with wireless communication interface is set up. Then the MAC protocol and routing protocol used in this system are analyzed, the key technologies of the system are researched, such as topology control, localization, time synchronization, security technology and data fusion, and make the comprehensive analysis. Finally, the battlefield perception system is simulated experimentally under combination with the particularity of the battlefield perception.
Keywords: Wireless sensor，Battlefield perception，Topology control, Security policy, Key technologies
目录
摘要 I
Abstract III
第一章 绪论 9
1.1 研究背景 9
1.2 无线传感器网络概述 10
1.2.1 无线传感器网络基本概念 10
1.2.2 WSN国内外发展现状 11
1.2.3 WSN的应用领域 12
1.3 WSN在战场感知应用中的应用优势及前景 14
1.4 本课题的研究内容及章节安排 15
第二章 基于WSN的战场感知系统设计 17
2.1 战场感知系统的拓扑结构 17
2.1.1 星状拓扑结构 17
2.1.2 树状拓扑结构 18
2.1.3 分层网络状拓扑结构 18
2.2 战场感知系统的组成及各单元功能 19
2.3 战场信息感知系统的技术指标分析 20
2.3.1 全域信息获取和融合处理能力 20
2.3.2 实时传输与分发的能力 20
2.3.3 准确性高的能力 21
2.3.4 毁伤重组能力 21
2.4 战场感知系统的设计思路及工作原理 21
2.4.1传感节点设计 22
2.4.2 通信模式设计 22
2.4.3 簇头选取算法 23
2.4.4 计算机无线通信接口 24
2.5 本章小结 27
第三章 战场信息感知系统的协议技术研究 29
3.1路由协议 29
3.1.1 优先考虑能量 29
3.1.2 扩展性 30
3.1.3 可靠性 31
3.2 MAC协议 31
3.2.1 呼叫轮询 31
3.2.2 传递轮询 32
3.2.3 不分时隙的随机接入 33
3.2.4 分时隙的随机接入 33
3.2.5 信道接入退避算法 33
3.3 本章小结 34
第四章 战场信息感知系统的拓扑控制与处理技术 35
4.1 拓扑控制 35
4.1.1 节点功率控制算法 35
4.1.2 层次型拓扑控制算法 35
4.2 定位技术 36
4.3 时间同步技术 38
4.4 安全技术 39
4.4.1 网络安全需求分析 39
4.4.2 影响网络安全的主要因素 39
4.4.3 加强网络安全的策略 40
4.5 数据融合技术 42
4.6 毁伤重组技术 43
4.6.1 引发传感器节点失效的主要因素 43
4.6.2 传感器节点毁伤的重组算法 44
4.7 本章小结 45
第五章 模拟仿真应用实验 47
第六章 总结与展望 51
6.1总结 51
6
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