无线传感器网络数据融合技术的研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:wangxingyu2009
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无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中节点能量有限且不可补充,相邻区域内节点采集的数据具有很多冗余信息,如果将这些冗余数据都转发到汇聚节点会带来不必要的能量消耗。数据融合技术能够有效的减少冗余数据的转发,达到延长网络的生命周期的目的。在WSN的网络层将数据融合技术与路由协议相结合,能够有效的降低冗余数据的转发,具有较高的融合度。
  本文关注于WSN网络层的数据融合技术,在对LEACH路由协议以及经典的数据融合算法分析和研究的基础上,针对LEACH协议没有提出具体融合方法的问题,提出了一种的基于分层结构的数据融合算法,该算法按照LEACH协议的层次结构将整个融合过程划分为三层融合。在普通传感器节点上,由于节点采集的原始数据具有不准确性,本文利用卡尔曼滤波对原始数据进行预处理,提高数据准确度,然后利用简单的阀值估计机制抑制冗余数据的转发;在簇首节点上,针对不同传感器节点采集的数据可能有较大的误差的问题,本文先采用格罗布斯准则进行数据一致性校验,剔除异常数据,然后采用一致性融合算法对同质数据进行融合,去除冗余数据,提高融合的准确度;在汇聚节点上,需要根据不同类型的数据为融合做最终决策,本文将模糊推理和模糊综合相结合做决策级融合。最后通过MATLAB仿真实验来验证本文算法的有效性。
  本文所提算法能够在一定程度上减少冗余的数据转发,避免异常数据对融合结果的影响,达到降低节点能耗、提高数据收集精度的目的。
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