无线传感器网络模型在卫星编队数据融合中的应用研究

摘要

无线传感器网络由大量具有数据感知、信息处理和无线通信能力的传感器节点组成，节点间以无线多跳的无中心方式连接，它集合了传感测量、微电机系统、嵌入式计算以及网络通信等多种学科，是一门新兴综合性科学技术。在国防军事、安全反恐、环境监测、交通管理、医疗卫生和生产制造等领域具有广阔应用前景。本课题就是围绕卫星编队中无线传感器网络数据融合问题展开，将无线传感器网络应用到卫星编队中，对卫星编队中传感器节点，传感拓扑结构、融合体系结构、基于小波神经网络的数据融合算法等进行研究。主要研究内容如下：
　　首先介绍了无线传感器网络技术和卫星编队飞行技术的起源与发展，在此基础上针对卫星编队这一特殊应用背景，提出了在卫星编队中建立一个移动无线传感器网络，对这一无线传感器网络中采用的无线通信技术以及卫星编队中无线传感器网络的特点进行了研究；对卫星编队中无线传感器网络的传感拓扑结构问题进行了研究，总结出了卫星编队中最佳传感拓扑结构多目标优化模型，并由此模型得出3-regular-1为6卫星节点下的最佳传感拓扑结构。
　　然后对小波理论及自适应共振神经网络理论进行研究，提出了一种基于小波神经网络的无线传感器网络数据融合方案：先利用小波实现无线传感器网络数据的融合预处理，然后充分利用自适应共振理论神经网络简单平行分布式计算，无监督自主学习，分类数目不需要预先设定等优点，对预处理后的数据进行分类处理，实现对无线传感器网络的数据融合。
　　最后对无线传感器网络数据融合体系结构进行了研究，并使用“Smart-Its”无线传感器网络系统所测数据对所提数据融合方案进行了仿真实验，仿真结果显示所提方案能够准确地对无线传感器网络采集数据进行分类融合，第11个传感器以及3-regular-1传感拓扑结构下卫星节点1出现故障两种情况下的仿真结果表明所提融合方案具有良好的鲁棒性。

目录

无线传感器网络模型在卫星编队数据融合中的应用研究

Application of Wireless Sensor NetworksModel in Satellite Formation Data Fusion

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 论文主要内容

第2章 卫星编队中的无线传感器网络研究

2.1 无线传感器网络系统简介

2.2 卫星编队中的无线传感器网络

2.3 本章小结

第3章 基于小波神经网络的卫星编队中数据融合研究

3.1 引言

3.2 小波多分辨率分析

3.3 自适应共振理论

3.4 基于小波神经网络的无线传感器网络数据融合

3.5 本章小结

第4章 卫星编队中无线传感器网络数据融合仿真实验分析

4.1 引言

4.2 卫星编队中无线传感器网络数据融合体系结构研究

4.3 仿真结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢