（计算机应用技术专业论文）无线传感器网络中数据融合技术的研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文无线传感器网络中数据融合技术的研究姓名：章芬申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：张颖江20100301湖北工业大学硕士学位论文摘要随着智能化、网络化等技术的日益成熟，具有潜在巨大应用价值的无线传感器网络（WirelessSensorNetworks）引起人们的重视与研究。无线通信技术、微电子技术以及计算机技术的发展使得在微小传感器内进行信息采集、数据处理以及无线通信等功能得到实现。无线传感器网络的部署简单布置密集，自组织隐蔽性强、高容错性成本低等优点为很多领域的应用研究提供了方便，但由于组成无线传感器网络的节点受到电

2、源能量、计算存储能力以及通信能力的限制，使得网络寿命也存在很大的局限性。数据融合（DataAggregation）技术是无线传感器网络的关键技术之一，其作用是减少通信量，减轻网络拥塞以及提高信息精确度，达到节省节点能量延长网络生命周期的效果。具体操作是通过去除数据中含有的冗余无效以及可信度差的信息，将发送至汇聚节点的信息结合进行融合处理。本文首先简要介绍了无线传感器网络的概念、工作模式以及层次结构等。然后针对数据融合技术进行了介绍分析，其中有数据融合的定义；数据融合技术的作用，主要表现在节省能量、获取更准确信息以及提高数据收集效率这三方面；数据融合的主

3、要方法，分别为应用层数据融合、网络层的数据融合以及独立的数据融合。现有数据融合方案的操作都是基于无线传感器网络的相关协议，所以在第四章介绍了无线传感器网络的通信协议，对其MAC协议与路由协议进行了分类讨论，介绍了S-MAC、LEACH等典型协议以及IEEE802.15.4标准的规范内容。最后是基于无线传感器网络的数据融合策略的研究，对集中式数据融合、基于树的数据融合、静态分簇数据融合以及动态分簇数据融合这四种方案进行了研究分析，并运用NS2仿真工具，模仿传感器节点以及设定相关参数进行仿真实验，通过理论与实验结果对四种融合方案进行了分析比较，根据结果证实

4、了影响无线传感器网络数据融合的性能的相关因素以及各融合方案适用的场合。同时提出了一种新的数据融合方案，该方案将集中式、静态与动态分簇相结合，取其各自的优点，使得在数据融合过程中有更好的性能，达到延长网络使用寿命的目的。关键词：无线传感器网络，数据融合，通信协议，网络仿真I湖北工业大学硕士学位论文AbstractWirelessSensorNetworks(WSN)isagreatpotentialvalueofnetwork.Withtheintelligent,networkandothertechnologiesbecomemoresophisti

5、cated,WSNarousepeople’sattentionandresearch.Micro-sensorcanbeachievedwithintheinformationcollection,dataprocessing,wirelesscommunicationandotherfunctionbecauseofwirelesscommunicationtechnology,microelectronicsandcomputertechnology.WSNhastheadvantagessuchassimpletodeploy,nodelayo

6、ut-intensive,strongofself-organizingandhidden,highfaulttoleranceandlowcost,theseadvantagesformanyareasofappliedresearchtoprovidemoreconvenient.However,thecompositionoftheWSNnodesbythepowerofenergy,computingandcommunicationcapabilitystoragecapacityconstraints,limitthelifeofnetwor

7、k.DataAggregationisoneofthekeytechnologiesforWSN,itcanbeusedtoreducetrafficandnetworkcongestion,alsocanbeusedtoimprovetheaccuracyofinformation,sonodesintheenergysavingswereachievedaswellastheeffectofextendingthenetworklifecycle.DataAggregation’soperationistoremovethedatawhichcon

8、tainredundantinformationthatisinvalidaswellasth