无线传感中数据融合的研究

汉口学院学士学位

毕业论文

论文题目：无线传感网中数据融合的研究

学生姓名：鲁方鹏

学号： 2008925048

专业名称：电子信息工程

指导教师姓名：钱箐

指导教师职称：

二0一二年月日

汉口学院

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目录

内容摘要：数据融合技术是无线传感器网络的一个关键技术, 能减少传感器节点间的传输量,从而明显提高网络感知效能,延长网络生命周期, 减小时间延迟。

无线传感网数据融合，是对源数据或信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化的技术。传感器只能获得环境或被测对象的部分信息段，而传感网信息经过融合后能够完善地、准确地反映环境的特征。传感网目标的融合识别是试图将各传感器关于目标的不精确，不完全的信息进行融合，产生较单一传感器更精确，更完全的属性估计和判决。数据融合技术已经广泛应用于信息电子学、计算机科学、自动化等领域。

关键词：无线传感网；数据融合；卡尔曼滤波

Abstract：Data fusion is a very important technique usedto reduce the communication overhead andenergy ex-penditure of sensor nodesduring theprocess of data collectionina wireless sensor networks (WSN) .Sensor data fusion, and is the source of more than data or information acquisition, and the inner link says comprehensive treatment and optimization of the technology. A single sensor can only get the environment or be part of the tested object information section, and the multi-sensor information fusion can improve after, accurately reflect the characteristics of the environment. Many of the sensor goal is to try to fusion recognition of each sensor on the imprecision of the target, incomplete information fusion, generates a single sensor is more precise and more complete attribute estimation and judgment. Data fusion technology has been used widely in the information and electronics, computer science, automation, etc.

Key words：wireless sensor networks；Data Fusion；Kalman filter

摘要 (4)

关键词 (4)

1 无线传感网数据融合基本原理 (5)

2 无线传感网数据融合的几种方法 (5)

2.1基于卡尔曼滤波(KF)的数据融合 (5)

2.2基于预测的时域数据融合 (7)

2.3 消除时空相关性的数据融合 (7)

2.4 基于生成树的数据融合 (8)

2.5 基于分布式压缩的数据融合 (9)

3 无线传感网数据融合技术的应用 (12)

4 无线传感网数据融合技术的不足 (13)

5 无线传感网数据融合技术的展望 (13)

6 结束语 (14)

参考文献 (14)

致谢 (16)

无线传感网的数据融合的研究

摘要：数据融合技术是无线传感器网络的一个关键技术, 能减少传感器节点间的传输量,从而明显提高网络感知效能,延长网络生命周期, 减小时间延迟。无线传感网数据融合，是对源数据或信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优

化的技术。传感器只能获得环境或被测对象的部分信息段，而传感网信息经过融合后能够完善地、准确地反映环境的特征。传感网目标的融合识别是试图将各传感器关于目标的不精确，不完全的数据进行融合，产生较单一传感器更精确，更完全的属性估计和判决。数据融合技术已经广泛应用于信息电子学、计算机科学、自动化等领域。

由于大多数无线传感器网络应用都是由大量传感器节点构成的，共同完成数据收集、目标监视和环境感知的任务。因此，在信息采集的过程中，采用各个节点单独传输数据到汇聚节点的方法显然是不合适的。因为网络存在大量冗余信息，这样会浪费大量的通信带宽和宝贵的能量资源。此外，还会降低信息的收集效率，影响信息采集的及时性。为避免上述问题，人们采用了一种称为数据融合的技术。所谓数据融合是指将多份数据或信息进行处理，组合出更高效、更符合用户需求的数据的过程。在大多多数无线传感器网络应用当中，许多时候只关心监测结果，并不需要收到大量原始数据，数据融合是处理该类问题的有效手段。

关键词：传感器；数据融合；卡尔曼滤波

1 无线传感网信息融合基本原理

数据融合中心对来自多个传感器的数据进行融合，也可以将来自多个传感器的信息和人机界面的观测事实进行数据融合(这种融合通常是决策级融合)．提取征兆信息，在推理机作用下．将征兆与知识库中的知识匹配，做出故障诊断决策，提供给用户。多传感器信息融合的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样，它充分地利