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1、无线传感器网络数据融合体系结构综述2009年第28卷第l0期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)彳,,综述与评论,,无线传感器网络数据融合体系结构综述赵继军,刘云飞,赵欣(河北工程大学信息与电气工程学院.河北邯郸056038)摘要:从无线传感器网络数据融合的特点和研究现状出发,分析了数据融合与网络协议层之间的联系,并阐述了数据融合在各层中发挥的作用.对数据融合的分类模型进行了较为系统的讨论,并对分层模型的具体细节进行了分析,指明了数据融合在该框架中的层次定位,功能分配及传输形式,为无线
2、传感器网络高效的管理方法和有效的能源利用率提供参考.关键词:无线传感器网络;数据融合;体系结构;融合模型中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1000--9787(2009)10-0001—04ReviewofdataaggregationsystemstructureinwirelesssensornetworksZHAOJi-jun,LIUYun-fei,ZHAOXin(SchoolofInformationandElectricEngineering,HebeiUniversityofEngineering,Handan056
3、038,China)Abstract:AccordingtocharacteristicsandresearchstatusofdataaggregationinWSNs,therelationbetweendataaggregationandnetworkprotocollayerisanalyzed,andtheroleofdataaggregationineverylayerisexpounded.Theclassifiedmodelsofdataaggregationisdiscussedbythenumbers.Thedetail
4、ofhierarchicalmodelisanalyzed,andthelocation,function,transmittingformofdataaggregationarepointed.Areferenceformanagementmethodandeffectiveenergy—usingrateforWSNsisprovided.Keywords:WSNs;dataaggregation;systemstructure;aggregationmodel0引言无线传感器网络(wirelesssensornetworks,WSNs
5、)是一种无基础设施的无线自组织网络,综合了传感器,嵌入式计算,现代网络及无线通信,分布式信息处理等诸多技术,能够协作地实时监测,感知,采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,广泛地应用于国防军事,环境监测,交通管理,医疗卫生等领域,被认为是将对21世纪产生巨大影响力的技术之一l1J.然而,WSNs的带宽,能量和吞吐量等均十分有限,如何利用有限的计算和存储资源最大化网络生命周期成为传感器网络设计的挑战.数据融合技术是WSNs中实现节能的关键技术,通过去除冗余的数据信息,减少网络通信量,提高能源的有效性.本文在对WSNs数据融合进行综述的
6、基础上,分析了数据融合与WSNs网络层次结构之间的联系,重点从信息抽象层次上分析了WSNs数据融合操作的具体步骤,并总结了分析结果,为WSNs提供了高效的管理方法和有效的能源利用率,达到增加网络生命周期的目的.收稿日期:2009-05—19基金项目:河北省教育厅科研计划资助项目(2008110)1WSNs数据融合综述在WSNs中,传感器节点具有布置稠密,协作感知的特点,进行数据采集过程中相邻节点采集到的信息具有很大的相似性,而在具体应用中,往往只关心监测结果,并不需要收集大量的原始数据,所以,在数据采集的过程中充分利用节点的本地计算能力和存
7、储能力,将多份数据或信息进行处理,组合出更有效,更符合用户需求的数据,这种数据处理的方式即为数据融合,其中,多传感器系统是数据融合的"硬件"基础,多源信息是数据融合的加工对象.数据融合具有如下4个显着特点[2]:1)信息的冗余性;同一个信号可能被不同传感器捕获,去除不必要的重复信息;2)信息的互补性:一种传感器捕获一种特征,多种特征的结合将获得更全面信息;3)信息处理的及时性:多传感器的并行采集与处理;4)信息处理的低成本性:为获得准确信息,可用多种廉价的传感器协作来代替单个功能强大但高价的传感器.与传统无线网络关注于高服务质量和高效的带宽
8、利用2传感器与微系统第28卷率的特点不同,WSNs节点的电池能量,计算能力,存储容量以及通信带宽都十分有限,因此,节能是其设计首要考虑的因素.而WSNs大规模密集部署的特点导致收
