基于蟻群算法的無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合方法的研究.pdf

1、微電子技術(shù)、計(jì)算技術(shù)和無線通信等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了低功耗多功能傳感技術(shù)的快速發(fā)展，使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源十分有限，主要體現(xiàn)在電池能量、處理能力、存儲(chǔ)容量以及通信帶寬等幾個(gè)方面。在收集信息的過程中采用各個(gè)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)傳送數(shù)據(jù)會(huì)浪費(fèi)通信帶寬和能量，而且還會(huì)降低信息收集的效率。為避免上述問題，傳感器網(wǎng)絡(luò)在工作過程中需要使用

2、數(shù)據(jù)融合技術(shù)。數(shù)據(jù)融合是將多份數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，組合出更有效、更符合用戶要求的數(shù)據(jù)的過程。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)融合起著十分重要的作用，主要表現(xiàn)在節(jié)省整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量、增強(qiáng)收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及提高收集數(shù)據(jù)的效率三方面。
　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)體積微小、通常攜帶能量十分有限的電池。由于無線傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)多、成本要求低廉、分布區(qū)域廣，而且部署區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員不能到達(dá)，所以傳感器節(jié)點(diǎn)通過更換電池的方式補(bǔ)充能源是不現(xiàn)實(shí)的

3、。如何高效使用能量來最大化網(wǎng)絡(luò)生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的首要挑戰(zhàn)。
　　 針對(duì)上述問題，本文主要從節(jié)省無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量角度考慮，對(duì)基于蟻群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合方法進(jìn)行了研究。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合的主要方法有應(yīng)用層中的數(shù)據(jù)融合、網(wǎng)絡(luò)層中的數(shù)據(jù)融合、獨(dú)立的數(shù)據(jù)融合協(xié)議層等等?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合研究大部分都集中在網(wǎng)絡(luò)層，而中心點(diǎn)融合算法是一種針對(duì)事件觸發(fā)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)融合算法，是應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)融合的主要算法。
　　

4、 中心點(diǎn)融合算法由建立級(jí)別梯度場(chǎng)、尋找事件發(fā)生區(qū)域的中心點(diǎn)、建立融合樹和匯報(bào)數(shù)據(jù)包四個(gè)部分組成。級(jí)別梯度場(chǎng)是一個(gè)以Sink節(jié)點(diǎn)為中心利用泛洪(Flooding)方法向外擴(kuò)散的一個(gè)梯度，在建立級(jí)別梯度場(chǎng)的過程中源節(jié)點(diǎn)周期性的利用泛洪探測(cè)和廣播數(shù)據(jù)包，降低了網(wǎng)絡(luò)性能。本文將蟻群算法應(yīng)用于建立級(jí)別梯度場(chǎng)的過程中，對(duì)建立級(jí)別梯度場(chǎng)過程的泛洪擴(kuò)散進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種基于蟻群算法的中心點(diǎn)融合算法。第五章對(duì)改進(jìn)的算法進(jìn)行Matlab仿真與分析，仿真結(jié)