無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合研究及測試床硬件系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)的進(jìn)步，推動了具有現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)、醫(yī)療和民用等諸多領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用價值，因此成為IT領(lǐng)域中的學(xué)科前沿和研究熱點。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能是收集并返回其傳感器節(jié)點所在檢測區(qū)域的信息。為保證信息的有效性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由密集的傳感器節(jié)點組成。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中單個節(jié)點的資源十分有限，特別是在電池能量、處理能力、存儲容量和通信帶寬等幾個方面。這

2、就決定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧的設(shè)計必須以能量有效性為首要的考慮因素。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、更符合用戶需求的數(shù)據(jù)的過程，達(dá)到節(jié)省能量的目的。 本文介紹了數(shù)據(jù)融合技術(shù)的概念、特點和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。選擇這個題目的意義體現(xiàn)在節(jié)約傳感器節(jié)點的能量、獲得更準(zhǔn)確的信息和提高數(shù)據(jù)收集效率。理論上的創(chuàng)新體現(xiàn)在提出一種簇狀匯聚頭融合算法，實踐上解決了測試床硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計中遇到的問題，得到了相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)，為以后深入研究

3、打下基礎(chǔ)。 考慮單一事件驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，基于圖論中獨立集的理論知識，結(jié)合無線傳感器節(jié)點高密度拋灑的實際應(yīng)用條件，提出了一種尋找簇狀匯聚頭來實現(xiàn)數(shù)據(jù)融合的節(jié)能分布式算法。算法包括建立級別梯度場、尋找簇狀匯聚頭、建立融合樹和匯報數(shù)據(jù)四個過程。在節(jié)點密度稠密和稀疏兩種情況下，仿真了算法建立融合樹的過程。通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和程序仿真，與最短路由算法進(jìn)行比較，表明簇狀匯聚頭融合算法能有效地提高網(wǎng)絡(luò)的生存期，具有高效能、低延時、可擴展性好、時間復(fù)