高效實時的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSNs）是一種綜合了無線傳輸技術(shù)和傳感器技術(shù)為一體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)中多節(jié)點自組織的動態(tài)形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，微傳感器以協(xié)作的方式進行數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)以多跳的方式經(jīng)過傳感器節(jié)點進行接力傳輸至匯聚節(jié)點，進行數(shù)據(jù)匯總、決策分析等。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點支持隨機撒布部署，因此該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般應(yīng)用在惡劣環(huán)境下，進行無人值守的自動信息采集與回傳。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域、健康醫(yī)療監(jiān)控、城市監(jiān)控

2、管理、自然環(huán)境監(jiān)測以及智能家居等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
　　傳感器節(jié)點采用自身電池的供電方式，擺脫了線路的牽制，但是能量有限的特性就對網(wǎng)絡(luò)時效性、節(jié)點生命周期、算法效率提出了嚴(yán)苛的要求。通過研究我們能夠知道網(wǎng)絡(luò)中消耗的能量集中在無線射頻進行數(shù)據(jù)通信時，因此需要對網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的數(shù)量、冗余數(shù)據(jù)等進行控制，提高能量的使用效率，以達到網(wǎng)絡(luò)時效性、高效性和延長網(wǎng)絡(luò)生命周期的均衡，這就是數(shù)據(jù)融合算法的任務(wù)所在。
　　本文主要對無線傳感器

3、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合過程進行研究探討，基于最小生成樹結(jié)構(gòu)形成網(wǎng)絡(luò)路由、數(shù)據(jù)融合的骨干結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一套高效、實時的數(shù)據(jù)融合算法，創(chuàng)新的提出基于動態(tài)鏈表的N階加權(quán)移動平均跟蹤、預(yù)測環(huán)境，依據(jù)最小生成樹的路徑交叉節(jié)點設(shè)置數(shù)據(jù)過濾點。在數(shù)據(jù)逐漸向匯聚節(jié)點傳送的過程中形成決策數(shù)據(jù)包，保證重要數(shù)據(jù)及時回傳并盡力延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。本文的主要研究工作如下：
　　(1)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組成方式、能量消耗及路由算法相關(guān)理論等進行了研究，分析了數(shù)據(jù)融合算法的多

4、種過濾模型及其優(yōu)劣勢；
　　(2)提出將每一次發(fā)送數(shù)據(jù)動作的兩端節(jié)點同時納入能量距離中，權(quán)衡考慮兩個節(jié)點的剩余能量水平，并給出了其計算公式；
　　(3)本文對最小生成樹路由算法進行適應(yīng)性改進，依托該算法形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置數(shù)據(jù)融合點，發(fā)揮數(shù)據(jù)降噪、去冗余作用；
　　(4)提出基于動態(tài)鏈表的N階歷史數(shù)據(jù)移動平均融合算法，挖掘傳感節(jié)點歷史數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，預(yù)測當(dāng)期數(shù)據(jù)水平，并決策是否對數(shù)據(jù)進行過濾操作；
　　(5)實驗及