基于數(shù)據(jù)融合的傳感網(wǎng)目標檢測應用研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡可以應用于豐富的應用場景中。其中，最為重要的當屬目標檢測了。通過在感興趣區(qū)域內安放大量的傳感器節(jié)點，傳感器節(jié)點感知到數(shù)據(jù)后，將它們發(fā)送到匯聚節(jié)點。匯聚節(jié)點需要依據(jù)接收到的數(shù)據(jù)準確地判斷出目標是否出現(xiàn)。無線傳感網(wǎng)絡中冗余數(shù)據(jù)的傳輸不斷地消耗著網(wǎng)絡中有限的能量。數(shù)據(jù)融合技術可以有效地壓縮檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量，從而提高系統(tǒng)的工作時間?；跀?shù)據(jù)融合的傳感網(wǎng)目標檢測應用研究也就以兩個主要目標為主：提升網(wǎng)絡的檢測性能和延長檢測系統(tǒng)的工作時

2、間。
　　本文首先介紹了無線傳感網(wǎng)絡以及數(shù)據(jù)融合的基本理論知識以及經典算法。主要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)以及數(shù)據(jù)融合在目標檢測中起到的作用，并對相關算法進行仿真分析。
　　然后，針對現(xiàn)存算法在低信噪比下，檢測性能無法滿足要求的情況。本文提出了具有本地投票判決的掃描統(tǒng)計算法（SSLV）。通過在掃描統(tǒng)計之前進行本地投票的操作，可以有效地提升網(wǎng)絡的檢測性能。由于執(zhí)行了本地投票，傳統(tǒng)掃描統(tǒng)計的全局虛警概率表達式不再適用于SSL

3、V。所以在文中利用Haiman定理為全局虛警概率推導了新的表達式。本地投票還使得檢測到目標的傳感器分布變得更加集中。這為在SSLV算法中加入可變步長參數(shù)提供了更好的契機。在掃描統(tǒng)計的過程中，根據(jù)統(tǒng)計的結果動態(tài)地調節(jié)步長參數(shù)的大小。通過仿真驗證了引入步長參數(shù)的SSLV在不損失網(wǎng)絡檢測性能的前提下縮短了掃描時間。這就在連續(xù)和非連續(xù)掃描統(tǒng)計算法中找到了平衡點。
　　最后，由于目標檢測系統(tǒng)中的能量只會不斷地減少，如何有效降低網(wǎng)絡能量開銷的

4、協(xié)議一直是研究的另一個重點。對靜態(tài)匯聚節(jié)點來說，距離匯聚節(jié)點較近的節(jié)點由于過多的中繼數(shù)據(jù)而過快死亡。所以本文提出了基于可用能量的移動匯聚節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。整個網(wǎng)絡在部署后按照虛擬網(wǎng)格進行劃分。各個傳感器根據(jù)自己的位置確定所處的網(wǎng)格編號。當傳感器檢測到目標后，它會主動發(fā)送消息給所處網(wǎng)格中的簇頭節(jié)點。簇頭節(jié)點通過網(wǎng)絡中的其他簇頭以多跳的方式將數(shù)據(jù)轉發(fā)到移動匯聚節(jié)點。匯聚節(jié)點綜合考慮存活簇頭節(jié)點的位置和可用能量，周期性地在網(wǎng)絡中移動以均衡網(wǎng)絡