無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)融合算法研究.pdf

1、近幾年隨著傳感器、集成電路、無線通信和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的迅猛發(fā)展和日益成熟，越來越多的人開始認(rèn)識并關(guān)注由一些具有環(huán)境感知、數(shù)據(jù)處理和短距離無線通信功能的傳感器節(jié)點構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、服務(wù)業(yè)等方面都有著巨大的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為計算機科學(xué)領(lǐng)域的一個活躍的研究方向。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目前雖然已經(jīng)取得了一定的研究成果，但是在一些關(guān)鍵技術(shù)上，仍然存在著許多問題需要解決。
　　 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，傳感

2、器節(jié)點的電池能量、通信能力、計算能力都十分有限，同時由于數(shù)量眾多的傳感器節(jié)點往往運行在人們無法接近的惡劣環(huán)境中，使得給每個傳感器更換電池變得十分困難，因此相對于其他方面節(jié)能是一個迫切需要解決的問題。數(shù)據(jù)融合技術(shù)由于其在節(jié)能性能上的優(yōu)勢，目前已經(jīng)成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的熱點。
　　 本文針對監(jiān)測突發(fā)事件的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，圍繞數(shù)據(jù)融合、路由等技術(shù)展開研究。首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念和主要特點，并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)融合

3、技術(shù)進行了分析和總結(jié)。隨后由淺入深的討論了，在基于事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，應(yīng)用數(shù)據(jù)融合技術(shù)的方法。針對目前已有網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)融合算法的不足，在LEACH分簇協(xié)議的基礎(chǔ)上，基于線性規(guī)劃方法，提出了一種能量平衡融合算法BECA。
　　 LEACH協(xié)議在簇頭節(jié)點與基站通信的過程中采用一跳直接傳輸，能量消耗較大且不能適應(yīng)實際應(yīng)用中大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的要求。但考慮到LEACH協(xié)議響應(yīng)快的特點非常適合于監(jiān)測突發(fā)事件的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，因此本文提出的BECA

4、算法首先使用與LEACH協(xié)議類似的方法對網(wǎng)絡(luò)分簇。在此基礎(chǔ)上將簇頭節(jié)點到基站的通信方式改為多跳轉(zhuǎn)發(fā)的方式，并且將節(jié)點的能量平衡消耗理論引入到路由算法中，使得網(wǎng)絡(luò)在節(jié)能性上大幅度提高。在數(shù)據(jù)融合方面，BECA算法將數(shù)據(jù)融合過程分為本地融合和區(qū)域融合兩方面。本地融合將每個簇收集的數(shù)據(jù)在簇頭節(jié)點進行融合；區(qū)域融合是數(shù)據(jù)在簇頭間轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，選取適當(dāng)?shù)墓?jié)點進行第二次的融合。兩級數(shù)據(jù)融合的引入，更加降低了網(wǎng)絡(luò)中的冗余信息，進一步減少了網(wǎng)絡(luò)能量消耗