無線傳感網(wǎng)技術(shù)及其軍事應(yīng)用
定 價(jià):36 元
- 作者:張西紅 ,周順 ,陳立云 ,等 著
- 出版時(shí)間:2010/3/1
- ISBN:9787118066616
- 出 版 社:國(guó)防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP212
- 頁碼:318
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:大32開
《無線傳感網(wǎng)技術(shù)及其軍事應(yīng)用》系統(tǒng)地介紹了無線傳感網(wǎng)的概念、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及其軍事應(yīng)用。內(nèi)容包括RFID標(biāo)簽與傳感網(wǎng)的區(qū)別與整合,網(wǎng)絡(luò)安全算法、網(wǎng)絡(luò)覆蓋算法、定位算法、目標(biāo)檢測(cè)算法以及容錯(cuò)問題,硬 件、軟件應(yīng)用程序設(shè)計(jì),并給出一些簡(jiǎn)單實(shí)例。
《無線傳感網(wǎng)技術(shù)及其軍事應(yīng)用》內(nèi)容新穎,理論與實(shí)踐相結(jié)合,具有很高的學(xué)術(shù)價(jià)值,適合作為高等院校計(jì)算機(jī)、通信、信息、網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)的師生和科研人員、工程技術(shù)人員的參考用書,還可作為相關(guān)領(lǐng)域研究人員了解無線傳感網(wǎng)的自學(xué)用書。
傳感網(wǎng)是一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了物與物的互聯(lián)而被稱作“物聯(lián)網(wǎng)”。它通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感技術(shù),與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來,將物與物連接起來,實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別和管理。當(dāng)前,世界不少發(fā)達(dá)國(guó)家都提出了與“物聯(lián)網(wǎng)”相關(guān)的信息化戰(zhàn)略,加大了這方面投入,研究開發(fā)新技術(shù),力圖占據(jù)領(lǐng)先位置。我國(guó)也將這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃。
2009年8月7日下午,溫家寶總理來到中國(guó)科學(xué)院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心考察。在展板前,溫家寶總理駐足許久,聽取我國(guó)傳感網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的匯報(bào)。他不時(shí)問道,我們的傳感網(wǎng)核心技術(shù)處于什么樣的水平?與世界先進(jìn)水平有多大差距?中心負(fù)責(zé)人回答道,我們起步比較早,標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)有一定優(yōu)勢(shì),但不是最領(lǐng)先的?偫砺牶笳f,當(dāng)計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展時(shí),我們因?yàn)闆]有掌握核心技術(shù)而走過一些彎路。在傳感網(wǎng)發(fā)展中,要早一點(diǎn)謀劃未來,早一點(diǎn)攻破核心技術(shù),至少三件事情可以盡快去做:一是把傳感系統(tǒng)和3G中的’ID技術(shù)結(jié)合起來;二是在國(guó)家重大科技專項(xiàng)中,加快推進(jìn)傳感網(wǎng)發(fā)展;三是盡快建立中國(guó)的傳感信息中心,或者叫“感知中國(guó)”中心。
在2010年上海世博會(huì)的安全保障中,無線傳感網(wǎng)主要用于在一些重要設(shè)施和場(chǎng)所對(duì)爆炸物、有毒氣體等目標(biāo)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
在核生化戰(zhàn)爭(zhēng)、核輻射監(jiān)測(cè)中,利用無線傳感網(wǎng)及時(shí)、準(zhǔn)確地探測(cè)爆炸中心,將會(huì)為我軍提供寶貴的反應(yīng)時(shí)間,最大限度地減少傷亡。
張西紅,男,1964年7月出生,河北冀州人,博士,解放軍軍械工程學(xué)院副教授,碩士研究生導(dǎo)師,研究方向:嵌入式系統(tǒng)理論與應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò),主持完成2項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和1項(xiàng)中國(guó)博士后基金項(xiàng)目等課題,獲軍隊(duì)科技進(jìn)步3等獎(jiǎng)1項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇,編寫著作(含教材)5本。
第1章 概述
1.1 簡(jiǎn)介
1.1.1 無線傳感網(wǎng)概述
1.1.2 無線傳感網(wǎng)存在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
1.2 無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
1.2.1 無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)概述
1.2.2 無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素
1.3 無線傳感網(wǎng)協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.3.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的意義
1.3.2 IEEE802.1 5.4 標(biāo)準(zhǔn)
1.3.3 IEEE1451系列標(biāo)準(zhǔn)
1.3.4 ZiSBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
參考文獻(xiàn)
第2章 RFID與WSN的整合
2.1 筒介
2.1.1 先前工作
2.1.2 RFID技術(shù)
2.1.3 射頻識(shí)別技術(shù)和無線傳感網(wǎng)整合的原因
2.2 RFID標(biāo)簽與傳感器的整合
2.2.1 無源標(biāo)簽與集成傳感器
2.2.2 半無源標(biāo)簽集成傳感器
2.2.3 有源標(biāo)簽與集成傳感器
2.3 REID標(biāo)簽與無線傳感節(jié)點(diǎn)和無線設(shè)備的整合
2.4 讀寫器與無線傳感節(jié)點(diǎn)和無線設(shè)備的整合
2.5 Rnp和傳感器的混合
2.6 結(jié)論和未來挑戰(zhàn)
參考文獻(xiàn)
第3章 傳感網(wǎng)的安全
3.1 簡(jiǎn)介
3.1.1 安全需求
3.1.2 攻擊形式
3.1.3 攻擊特性
3.2 無線網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議
3.2.1 IEEE802.1 1中的安全算法
3.2.2 Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中的安全算法
3.3 密鑰分配協(xié)議研究
3.3.1 密鑰管理協(xié)議的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
3.3.2 預(yù)共享密鑰模型
3.3.3 隨機(jī)密鑰預(yù)分布方案
3.4 無線戰(zhàn)術(shù)傳感網(wǎng)的安全
3.4.1 戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的局限性
3.4.2 無線戰(zhàn)術(shù)傳感網(wǎng)安全算法的適應(yīng)性
參考文獻(xiàn)
第4章 傳感網(wǎng)操作系統(tǒng)
4.1 傳感網(wǎng)操作系統(tǒng)TinyOS
4.1.1 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述
4.1.2 無線傳感網(wǎng)對(duì)操作系統(tǒng)的要求
4.1.3 TinyOS特點(diǎn)及體系結(jié)構(gòu)
4.1.4 TinyOS程序模型及運(yùn)行機(jī)制
4.1.5 應(yīng)用程序總體架構(gòu)
4.1.6 TinyOS下載安裝及配置
4.2 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法
4.2.1 NesC語言分析
4.2.2 TinyOS程序開發(fā)步驟及結(jié)果模擬
4.2.3 程序開發(fā)實(shí)例演示
參考文獻(xiàn)
第5章 傳感網(wǎng)覆蓋算法
5.1 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的基礎(chǔ)知識(shí)
5.1.1 基本概念
5.1.2 覆蓋分類
5.1.3 覆蓋控制算法研究現(xiàn)狀
5.1.4 WSN覆蓋的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
5.2 無線傳感網(wǎng)覆蓋的算法設(shè)計(jì)
5.2.1 傳感網(wǎng)覆蓋的貪婪算法
5.2.2 CVT(CentralizedVoronoiTessellation)算法
5.2.3 貪婪算法與CVT算法的比較
參考文獻(xiàn)
第6章 傳感網(wǎng)定位算法
6.1 簡(jiǎn)介
6.1.1 研究無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的意義
6.1.2 無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位的基本原理
6.2 無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位算法分析
6.2.1 質(zhì)心定位算法
6.2.2 凸規(guī)劃定位算法
6.2.3 較先進(jìn)的改進(jìn)型估計(jì)距離映射定位算法——PDM(P)
6.3 PDM(P)定位算法仿真實(shí)驗(yàn)
6.3.1 無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)定位算法NS2仿真平臺(tái)的建立
6.3.2 PDM(P)定位算法仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果
6.3.3 PDM(P)定位算法耗能分析
參考文獻(xiàn)
第7章 無線傳感網(wǎng)的容錯(cuò)研究
7.1 簡(jiǎn)介
7.1.1 引言
7.1.2 失效節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生和檢測(cè)
7.1.3 容錯(cuò)分析
7.2 傳感網(wǎng)中的容錯(cuò)
7.2.1 預(yù)備知識(shí)
7.2.2 傳感網(wǎng)不同層的容錯(cuò)
7.2.3 案例研究
7.3 未來研究方向
參考文獻(xiàn)
第8章 基于傳感網(wǎng)的目標(biāo)檢測(cè)算法仿真
8.1 目標(biāo)定位和MATLAB仿真平臺(tái)
8.1.1 無線傳感網(wǎng)目標(biāo)檢測(cè)定位
8.1.2 MATLAB仿真平臺(tái)
8.2 容錯(cuò)目標(biāo)檢測(cè)算法
8.2.1 原理概述
8.2.2 無線信道模型
8.2.3 算法實(shí)施步驟
8.3 算法仿真和容錯(cuò)能力及定位性能分析
8.3.1 算法性能評(píng)價(jià)
8.3.2 容錯(cuò)檢測(cè)算法的MATLAB仿真
8.3.3 容錯(cuò)能力和定位性能的仿真結(jié)果分析
參考文獻(xiàn)
第9章 ZSgBee無線通信應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
9.1 簡(jiǎn)介
9.1.1 ZigBee的由來
9.1.2 背景和意義
9.1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
9.2 ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
9.2.1 引言
9.2.2 ZigBee體系結(jié)構(gòu)
9.2.3 ZiSBee的協(xié)議棧
9.3 系統(tǒng)的構(gòu)建
9.3.1 硬件組成
9.3.2 編譯環(huán)境和系統(tǒng)的建立
9.4 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)
9.4.1 溫度測(cè)量實(shí)現(xiàn)
9.4.2 數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)
9.4.3 無線通信實(shí)現(xiàn)
參考文獻(xiàn)
第10章 傳感網(wǎng)的軍事應(yīng)用
10.1 軍用傳感網(wǎng)的特點(diǎn)
10.1.1 潛在優(yōu)勢(shì)
10.1.2 軍用需求特點(diǎn)
10.1.3 軍用傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
10.2 傳感網(wǎng)的軍事應(yīng)用
10.2.1 單兵系統(tǒng)
10.2.2 智能武器
10.2.3 軍事偵察
10.2.4 目標(biāo)跟蹤定位
10.2.5 基地(邊境)防護(hù)
10.3 WSN與MOUT(城市戰(zhàn))
10.3.1 城市戰(zhàn)刺激WSN需求
10.3.2 城市戰(zhàn)中WSN體系結(jié)構(gòu)
10.3.3 WSN在城市戰(zhàn)中的具體應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
附錄1 仿真可視化框架程序
附錄2 核心仿真程序
1.機(jī)遇
近年來對(duì)無線傳感網(wǎng)的研究和商業(yè)用途正在呈指數(shù)增長(zhǎng),跟使用一些昂貴但精度較高的傳感器相比,配置大量便宜的傳感器具有許多方面的優(yōu)點(diǎn),如小型化、低功耗、高分辨率、健壯性好、覆蓋范圍廣、隱蔽性好、配置簡(jiǎn)單等。最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是傳感器的配置盡可能地接近潛在問題的發(fā)生源以使得獲得的數(shù)據(jù)具有最好的效果和影響。總的來看,無線傳感網(wǎng)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域。
1)普通工程學(xué)汽車的遠(yuǎn)程信息處理:在汽車上安裝傳感器和啟動(dòng)器,并將其納入網(wǎng)絡(luò)來提高其安全性能和交通效率。
工廠里的保養(yǎng)和維護(hù):復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人通常至少由200個(gè)傳感器組成,并且通過電纜與一臺(tái)計(jì)算機(jī)連接。由于電纜價(jià)格昂貴并且機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)造成的磨損和老化等問題,使各廠家逐漸地采用無線連接來代替電纜。通過給傳感器纏繞線圈,利用感應(yīng)原理可以很好地解決傳感器的動(dòng)力供應(yīng)問題。
舒適的辦公環(huán)境:在屋子里安裝燈光、溫濕度和運(yùn)動(dòng)傳感器,以安裝在椅子上的遙控傳感器控制,這樣就可以方便控制空氣的流動(dòng)和溫度的高低,以及其他環(huán)境參數(shù)。
貨物的監(jiān)控狀態(tài):用于存儲(chǔ)和倉庫的管理,在貨物運(yùn)走之前幫助公司監(jiān)控貨物的狀態(tài)。
社會(huì)調(diào)研:通過給人安裝傳感節(jié)點(diǎn)可以對(duì)人的相互影響以及社會(huì)行為進(jìn)行調(diào)研。