无线传感器网络中数据融合方法的研究

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1、中文图书分类号：TP311密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：无线传感器网络中数据融合方法的研究论文作者：周博学科：软件工程指导教师：何泾沙教授论文提交日期：2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP311学号：S201325002密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文（全日制）题目：无线传感器网络中数据融合方法的研究英文题目：RESEARCHONDATAFUSIONMETHODINWSN论文作者：周博学科专业：软件工程研究方向：软件工程理论、技术与应

2、用申请学位：工学硕士指导教师：何泾沙教授所在单位：软件学院答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：周博日期：2017年5月25日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有

3、权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：周博日期：2017年5月25日导师签名：何泾沙日期：2017年5月25日摘要摘要无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)是由大批微型传感器节点经过无线互联构成的一种自组织网络，它通常被布置到指定的区域执行监测、感知等任务。因为传感器节点的通讯能力有局限性，单个节点只能在相对较小的范围内对局部区域进行监测和感知，而为了保证整个网络监测数据的真实性和准确性，就必须

4、让网内各节点的感知范围相互重叠，但这样以来就会导致网内产生大量的冗余数据。再加上传感器节点本身能量的有限性和一次性，对冗余数据的处理和转发会造成其因能耗过快而迅速死亡，进而影响网络的功能，甚至减少整个网络的生存周期。数据融合技术是解决传感器节点能量问题的关键技术之一，它主要运用节点自身的存储、计算等属性来剔除冗余数据以减少整个网络中的数据传输量，从而实现节省能量、增强网络性能、延长网络生存周期的目标。中心点融合算法是将数据融合技术应用到无线传感器网络中的一个基础算法，它主要包含建立级别梯度、寻找中心点、建立融合树、汇报数据四个阶段。其中，前两个阶

5、段的主要目的是建立无线传感器网络中的路由路径以及选取承担数据融合任务的中心点，整个过程都是通过泛洪法实现的，而泛洪法会造成大量的能源浪费。其次，在建立融合树的阶段，中心点融合算法构建的路由路径是树状结构的，如此虽然可以在一定程度上减少发送数据所消耗的能量，但要使融合树保持稳定的效能却要消耗较多的能量，因为融合树必须按照一定的策略不断进行重构，否则就会造成树干上传感器节点的电源因负荷过重而迅速失效，致使整个无线传感器网络的稳定性与健壮性无法得到保障。本文在中心点融合算法的基础之上，针对其能耗过大的缺点，引入了分簇路由协议以及局部敏感哈希方法对该算法

6、的四个阶段进行了改进，最终将整个算法改进为级别梯度的建立与汇报节点的选定两个过程，提出了基于分簇路由的定点数据融合方法。仿真实验表明，改进后方法在降低节点能耗、实现网络负载均衡方面具有显著的效果。关键词：无线传感器网络；数据融合；分簇路由协议；局部敏感哈希IAbstractAbstractWirelesssensornetwork(WSN)isakindofself-organizednetworkwhichisformedbyalargenumberoftinysensornodesthroughwirelessinterconnection,

7、Itisusuallydeployedinadesignatedareatoperformdifferenttaskssuchasmonitoringandsensing.Duetothelimitedcommunicationabilityofsensornodes,asinglenodecanonlymonitorandsensearelativelysmallarea,butinordertoensuretheauthenticityandaccuracyofmonitoringdatainthewholenetwork,wemustmak

8、etheperceptionofeachnodeinthenetworkoverlap,andatthesametimethiswill