無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)聚融算法的研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)、集成電路以及無線通信技術(shù)的日漸成熟與不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)被廣泛應(yīng)用于軍事國防、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、交通管制、建筑物健康監(jiān)測等諸多重要領(lǐng)域，為人類提供了一條低成本觀察和認(rèn)知復(fù)雜物理世界的有效途徑。歷經(jīng)過去十多年的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層以及網(wǎng)絡(luò)層已發(fā)展得比較健全。在下三層足以滿足基本應(yīng)用需求的今天，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變大，數(shù)據(jù)聚集引發(fā)的網(wǎng)絡(luò)擁塞、癱瘓、休眠、能量消耗不均勻甚

2、至節(jié)點(diǎn)死亡等現(xiàn)象已層出不窮，逐漸成為當(dāng)今無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用發(fā)展的瓶頸。如何通過對數(shù)據(jù)聚集結(jié)果進(jìn)行分析、融合，并返過來促進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用推廣，即數(shù)據(jù)聚融問題的研究已成為了當(dāng)今無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究重點(diǎn)，國際幾大著名雜志以及高檔的會議中有關(guān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)文章，其大多數(shù)的研究已展向于數(shù)據(jù)聚融問題，針對該問題的研究已初露端倪。而通過對數(shù)據(jù)聚集結(jié)果進(jìn)行研究來評估網(wǎng)絡(luò)的聚集結(jié)果的可信性，其作為數(shù)據(jù)聚融問題的一個(gè)方面，對推廣無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的

3、應(yīng)用也具有重要意義。
　　鑒于上述原因，本文提出了基于可信度的數(shù)據(jù)聚融算法(BRDFA)。通過對網(wǎng)絡(luò)提供出的聚集結(jié)果加以自動(dòng)分析、綜合，針對相對誤差為ε時(shí)，計(jì)算出實(shí)際聚集結(jié)果的可信度的下限η，并由(ε，η)對來評估網(wǎng)絡(luò)的聚集結(jié)果的可信性。在具體研究過程中，探討了節(jié)點(diǎn)掛起對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)聚集結(jié)果的可信性的影響。考慮到聚集操作對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要性，本文使用了三種重要的聚集操作符，即聚集和操作、計(jì)數(shù)值操作、平均值操作，來針對具有

4、特定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)BRDFA算法，并分別就三種聚集操作符下的BRDFA算法的結(jié)果進(jìn)行了分析。此外，本文給出了一個(gè)特例來論述BRDFA算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程，并給出了相應(yīng)的結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，針對存在節(jié)點(diǎn)掛起的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，BRDFA算法的結(jié)果具有有效性。仿真結(jié)果表明，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)掛起的存在，網(wǎng)絡(luò)能耗會隨著實(shí)際活動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加而增加。此外，節(jié)點(diǎn)掛起也導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)查詢信息的可信性的改變，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入掛起狀態(tài)的概率越低，聚集結(jié)果的