無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋與數(shù)據(jù)融合算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是近年來興起的物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于電子醫(yī)療、智能電網(wǎng)、智能家居等多個領(lǐng)域，并深刻地改變著人們的生活方式。
　　目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究逐漸從軟硬件設(shè)計、通信協(xié)議設(shè)計和開發(fā)分層架構(gòu)的初級階段，進(jìn)入到面向應(yīng)用研發(fā)的全局解決方案。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署與覆蓋、信息處理與信息融合正在成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的研究往往從一般無線自組網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的角度出發(fā)，沒有關(guān)注無線傳感器網(wǎng)

2、絡(luò)能量受限、計算和存儲能力有限的特點(diǎn)?；谏鲜隹紤]，本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的區(qū)域覆蓋問題和多傳感器數(shù)據(jù)融合問題進(jìn)行了研究，分別提出了相應(yīng)的算法。本文的貢獻(xiàn)主要有以下幾方面:
　　首先，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布爾感知模型的基礎(chǔ)上，提出節(jié)點(diǎn)冗余度和覆蓋集冗余度的概念，用計算復(fù)雜度低、參數(shù)可配置的網(wǎng)絡(luò)局部特征表征網(wǎng)絡(luò)的全局特征，改進(jìn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型。這種覆蓋模型實(shí)現(xiàn)覆蓋集性能的快速計算，可為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議設(shè)計、路由協(xié)議設(shè)

3、計等研究提供參照。
　　其次，在改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型的基礎(chǔ)上，提出了針對區(qū)域覆蓋問題的RGA-D算法，其利用遺傳算法計算覆蓋集、同時考慮節(jié)點(diǎn)和覆蓋集冗余度，對網(wǎng)絡(luò)整個生存期進(jìn)行全局優(yōu)化。仿真實(shí)驗(yàn)表明，RGA-D算法能在活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)覆蓋率之間達(dá)到平衡，解決了網(wǎng)絡(luò)生存期后期容易出現(xiàn)覆蓋盲區(qū)的問題。
　　再次，針對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合算法中支持度的計算較為復(fù)雜的問題，用最小二乘法擬合高斯型支持度函數(shù)，充分考慮了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量受限的特

4、點(diǎn)，減少了數(shù)據(jù)融合過程中的計算量，能在多項(xiàng)式級計算復(fù)雜度下，得到與指數(shù)級復(fù)雜度的高斯支持度函數(shù)非常接近的計算結(jié)果。
　　最后，針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最廣泛的數(shù)值型數(shù)據(jù)，設(shè)計了多傳感器數(shù)據(jù)融合算法TMMDF，TMMDF算法運(yùn)用Dixon法剔除原始數(shù)據(jù)中的疏失誤差，再運(yùn)用OLSF支持度函數(shù)計算數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)關(guān)于中值和均值的支持度，最后選取合適三角模融合算子進(jìn)行融合計算，得到融合結(jié)果。TMMDF算法計算復(fù)雜度低，融合精度高，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)