基于物聯(lián)網(wǎng)的林火監(jiān)測中信息融合算法研究.pdf

1、森林資源是國家的重要自然資源，森林火災(zāi)的發(fā)生會給國家造成嚴(yán)重的損失，因此利用先進(jìn)的技術(shù)手段對森林火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)控，對保護(hù)森林資源不受損失非常重要。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)理論的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展，森林火災(zāi)的監(jiān)測和預(yù)警就是其應(yīng)用之一。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)和無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(WMSN)作為物聯(lián)網(wǎng)的底層網(wǎng)絡(luò)，在森林火災(zāi)的智能監(jiān)控中，體現(xiàn)出其覆蓋范圍廣，成本低，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高等特點。但是，WSN和WMSN屬于資源受限的網(wǎng)

2、絡(luò)，其供電設(shè)備、計算能力和帶寬都是有限的。而基于物聯(lián)網(wǎng)的火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)中傳感網(wǎng)絡(luò)層會產(chǎn)生大量監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的傳輸消耗大量網(wǎng)絡(luò)資源與計算資源，嚴(yán)重影響傳感網(wǎng)絡(luò)使用壽命。
　　針對WSN和WMSN中存在的問題，本文提出了有效的信息融合算法，以減少底層傳感網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的傳輸量，節(jié)省能源，提高監(jiān)測和預(yù)警效率：
　　1)基于WSN的標(biāo)量傳感器的數(shù)據(jù)融合
　　針對森林火災(zāi)發(fā)生前后的特點，提出一種基于傳輸概率閾值的數(shù)據(jù)融合算法，將W

3、SN中的溫度、濕度、紅外、煙霧等標(biāo)量傳感器監(jiān)測值進(jìn)行融合。該算法首先利用加權(quán)平均算法，計算傳感器測量值在該傳感器所在節(jié)點的權(quán)系數(shù)；其次利用邏輯回歸模型得到該節(jié)點的火災(zāi)發(fā)生概率；再次把該節(jié)點的火災(zāi)發(fā)生概率與閾值進(jìn)行比較，大于閾值則將該節(jié)點的火災(zāi)概率值向簇頭節(jié)點發(fā)送，否則不發(fā)送；從而有效減少了底層網(wǎng)絡(luò)中無效的監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。
　　2)基于WMSN的多媒體圖像特征融合
　　在基于WMSN的底層網(wǎng)絡(luò)中，采用圖像、視頻或者音頻等多媒體

4、傳感器作為林火監(jiān)控的感應(yīng)設(shè)備，本文采用攝像頭作為多媒體傳感器，得到數(shù)據(jù)為視頻圖像。針對WMSN中，圖像傳輸能量消耗大的問題，提出一種基于哈希編碼的圖像特征融合算法，進(jìn)行火焰圖像的識別，以此為依據(jù)，丟棄無效的、非火焰的圖像，以減少傳輸量，節(jié)約能源。該算法首先需要利用測試集數(shù)據(jù)進(jìn)行線下學(xué)習(xí)，建立一個圖像哈希碼庫作為圖像識別檢索的依據(jù)；其次，提取待識別圖像的特征并對其進(jìn)行哈希編碼，得到圖像對應(yīng)的哈希碼；最后計算圖像哈希碼之間的漢明距離，進(jìn)行檢