基于无线传感器网络战场感知(wsn)的关键技术研究

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1、53AbstractWirelesssensornetworkwhichistakenasanewresearchhotpotintheinformationfieldhasbeenconcernedwidelyinthemilitaryfield.Inthispaper,afterintroducingdevelopmentstatusofwirelesssensornetworkandadvantagesofbattlefieldperception,aperceptionsystemofbattle

2、fieldinformationisdesignedbasedonWSN,manysensornetworknodesaredistributedinaspecialregion,andthecomputercontrolplatformwithwirelesscommunicationinterfaceissetup.ThentheMACprotocolandroutingprotocolusedinthissystemareanalyzed,thekeytechnologiesofthesystema

3、reresearched,suchastopologycontrol,localization,timesynchronization,securitytechnologyanddatafusion,andmakethecomprehensiveanalysis.Finally,thebattlefieldperceptionsystemissimulatedexperimentallyundercombinationwiththeparticularityofthebattlefieldpercepti

4、on.Keywords:Wirelesssensor，Battlefieldperception，Topologycontrol,Securitypolicy,Keytechnologies5353目录摘要IAbstractIII第一章绪论91.1研究背景91.2无线传感器网络概述101.2.1无线传感器网络基本概念101.2.2WSN国内外发展现状111.2.3WSN的应用领域121.3WSN在战场感知应用中的应用优势及前景141.4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172

5、.1战场感知系统的拓扑结构172.1.1星状拓扑结构172.1.2树状拓扑结构182.1.3分层网络状拓扑结构182.2战场感知系统的组成及各单元功能192.3战场信息感知系统的技术指标分析202.3.1全域信息获取和融合处理能力202.3.2实时传输与分发的能力202.3.3准确性高的能力212.3.4毁伤重组能力212.4战场感知系统的设计思路及工作原理212.4.1传感节点设计222.4.2通信模式设计222.4.3簇头选取算法232.4.4计算机无线通信接口242.5本章小结27第三章战场信息感知

6、系统的协议技术研究29533.1路由协议293.1.1优先考虑能量293.1.2扩展性303.1.3可靠性313.2MAC协议313.2.1呼叫轮询313.2.2传递轮询323.2.3不分时隙的随机接入333.2.4分时隙的随机接入333.2.5信道接入退避算法333.3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354.1拓扑控制354.1.1节点功率控制算法354.1.2层次型拓扑控制算法354.2定位技术364.3时间同步技术384.4安全技术394.4.1网络安全需求分析394.4.2影

7、响网络安全的主要因素394.4.3加强网络安全的策略404.5数据融合技术424.6毁伤重组技术434.6.1引发传感器节点失效的主要因素434.6.2传感器节点毁伤的重组算法444.7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516.1总结516.2展望5153参考文献53致谢5553西北大学硕士学位论文53西北大学硕士学位论文53西北大学硕士学位论文第一章绪论近年来，随着科学技术的发展进步，信息的获取、生成、传输、存储、处理及应用等技术奠定了现代信息技术产业的基础，其中信息获取技术（传感器

8、技术）是整个产业链生成的源头。因此，以经济化、智能化、微型化、集成化的低功耗传感器节点设备为代表的信息产业模式，打破了以往传统的计算机和服务器的设计模式，日益成熟的无线通信技术和分布式计算技术拥有巨大的信息处理能力。同时，迅速发展的微型机电系统，奠定了片上系统和芯片设计的基础，也促使了无线传感器网络(wirelesssensornetwork简称WSN）的诞生。它联通了信息空间与人类社会，变革了人类认识自然和改造自然的方式，可