【正文】 .................................... 5 振動傳 感器 ..................................................................................................... 5 應(yīng)變傳感器 ..................................................................................................... 5 扭矩傳感器 ..................................................................................................... 6 傳感器的分類 ....................................................................................................... 6 聲音傳感器 ..................................................................................................... 6 加速度傳感器 ................................................................................................. 6 第三章 無線傳感器的應(yīng)用及分類 ............................................................................. 7 無線傳感器技術(shù)融合 ........................................................................................... 7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 7 無線傳感器的應(yīng)用 ............................................................................................... 8 醫(yī)療護理 ......................................................................................................... 8 軍事領(lǐng)域 ......................................................................................................... 8 目標(biāo)跟蹤 ......................................................................................................... 9 其他用途 ......................................................................................................... 9 無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ..................................................................................... 10 第四章 無線傳感器數(shù)據(jù)融合的系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................... 11 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的概述 ......................................................................................... 11 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的用途 ......................................................................................... 11 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的重要作用 ................................................................................. 12 節(jié)省能量 ....................................................................................................... 12 獲取更準(zhǔn)確的信息 ....................................................................................... 12 提高數(shù)據(jù)收集效率 ....................................................................................... 12 數(shù)據(jù)融合的基本原理 ......................................................................................... 12 數(shù)據(jù)融合的幾種方法 ......................................................................................... 13 基于卡爾曼濾波 (KF)的數(shù)據(jù)融合 ............................................................... 13 基于預(yù)測的時域數(shù)據(jù)融合 ........................................................................... 13 第五章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性分析 ....................................................................... 14 攻擊種類 ............................................................................................................. 14 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全防范對策、安全協(xié)議概述 ............................................. 16 目 錄 IV 路由安全協(xié)議 ............................................................................................... 16 密鑰管理協(xié)議 ............................................................................................... 19 安全定位協(xié)議 ............................................................................................... 20 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定 位系統(tǒng)安全措施的分析與比較 ................................... 21 第六章 總結(jié)與展望 .................................................................................................. 22 總結(jié) ..................................................................................................................... 22 無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)的展望 ..................................................................... 23 致 謝 ........................................................................................................................... 24 參考文獻 ....................................................................................................................... 25 第一章 緒論 1 第一章 緒論 傳感器的研究背景 隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展和日趨成熟 ，無線通信也發(fā)展到一定的階段，其發(fā)展的技術(shù)越來越成熟，方向也越來越多，越來越重要，大量的 應(yīng)用 方案開始采用無線 技術(shù) 進行數(shù)據(jù)采集和通信?？梢灶A(yù)測 ,WSN 是信息感知和采集的一場革命 ， 是 21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。英國、日本、意大利等國家的一些大學(xué)和研究機構(gòu) 也紛紛開展了該領(lǐng)域的研究工作。一般傳感器，是最早產(chǎn)生的傳感器，只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；智能傳感器則是在一般傳感器的基礎(chǔ)上將處理計算能力與傳感器相結(jié)合，使得傳感模塊不但能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)等信息采集，還能對所采集到的信息進行一定程度的計算和處理；無線傳感器則是在智能傳感器的基礎(chǔ)上再集成無線功能模塊，使得傳感器不再是單獨的感知模塊，而是一個能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集 、處理，信息交換和控制的有機整體。 當(dāng)前國內(nèi)外出現(xiàn)了多種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件平臺。 MIT 發(fā)展的模塊化平臺對于具體的傳感器有不同的硬件設(shè)計，他們的傳感器的主要功能是數(shù)據(jù)收集，采用垂直連接器來使不同的處理層整合到一起，其目的是為了設(shè)計一個通用的系統(tǒng)來取代單一的硬件系統(tǒng)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種獨立出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)，它的基本組成單位是無線傳感器節(jié)點，這些節(jié)點集成了傳感器、微處理器、無線接口和電源管理四個主要模塊。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。 除開以上所講兩種發(fā)展趨勢之外，無線傳感模塊的應(yīng)用和發(fā)展還具有極大的發(fā)展空間和良好的發(fā)展方向。 第二章 無線傳感器 的概述級結(jié)構(gòu) 5 第 二 章 無線傳感器的概述及結(jié)構(gòu) 無線傳感器的概述 無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內(nèi)，在工作時它將由電池或振動發(fā)電機提供電源，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，由隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點，通過自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。如果選擇帶有 USB 接口的節(jié)點，您既可以通過 USB 接口對節(jié)點充電，也可以快速地把存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到計算機里面。節(jié)點的空中傳輸速率可以達到 250K BPS，有效實時數(shù)據(jù)傳輸率達到 4K SPS，有效室內(nèi)通訊距離可達 100米。某一節(jié)點激勵蜂鳴器發(fā)聲，且同時廣播電磁信號，當(dāng)周圍的某個節(jié)點接收到電磁波信號后，定時器開始工作，當(dāng)該節(jié)點接收到測距聲波時定時器停止工作。采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)能夠大大減少 WSN 中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量 ,降低數(shù)據(jù)沖突 ,減輕網(wǎng)絡(luò)擁塞 ,從而有效地節(jié)省能源開銷 ,起到延長網(wǎng)絡(luò)壽命的作用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件將使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)的開發(fā)者集中于設(shè)計與應(yīng)用有關(guān)的部分 ,從而簡化設(shè)計和維護工作。此外，它也可以應(yīng)用在細農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。英特爾主管預(yù)防性健康保險研究的董事 Eric Dishman稱， 在開發(fā)家庭用護理技術(shù)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常有前途的領(lǐng)域 。比如一些危險的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實施安全監(jiān)測。第 四 章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性分析 11 第 四 章 無線傳感器數(shù)據(jù)融合的系統(tǒng)設(shè)計 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的概述 所謂數(shù)據(jù)融合，是將來自多個傳感器和信息源的數(shù)據(jù)信息加以聯(lián)合、相關(guān)和組合，剔除冗余信息，獲得互補信息，以便能夠較精確地估計出節(jié)點的位置和在網(wǎng)絡(luò)中的地位，以及對現(xiàn)場情況及其傳送數(shù)據(jù)的重要程度進行適時的 完整的評價。未來的戰(zhàn)斗車輛、艦艇和飛機將 對射頻和紅外傳感器呈很低的信號特征。數(shù)據(jù)融合技術(shù)為需要可靠地控制本部門敏感信息和貿(mào)易秘密的部門提供了實現(xiàn)新的保密系統(tǒng)的控制擅自進入的可能性。通過對監(jiān)測同一區(qū)域的傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行綜合，有效地提高獲取信息的精度和可信度。如 果系統(tǒng)具有線性動力學(xué)模型，且系統(tǒng)噪聲和傳感器噪聲可用高斯分布的白噪聲模 型來表示，則 KF 為融合數(shù)據(jù)提供惟一的統(tǒng)計意義下的最優(yōu)估計，它的遞推特性 使系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理不需大量的存儲和 計算。其中 ,自適應(yīng)的雙重預(yù)測策略在自適應(yīng)預(yù)測模型選取時 ,由于考慮了時間序列、先驗知識、預(yù)測精度以及可用的計算資源等因素 , 能實現(xiàn)在線的自適應(yīng)的實時預(yù)測融合 ,并具有較好的