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基于分簇路由的无线传感器网络数据融合算法研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 无线传感网国内外发展现状

1.3 无线传感网中数据融合技术研究现状

1.4 本文研究内容及论文结构

第二章 无线传感网络概述

2.1 WSN体系结构

2.1.1 WSN要素与系统结构

2.1.2 无线传感网络协议栈模型

2.2 无线传感网络技术概述

2.2.1 无线传感网技术体系结构

2.2.2 无线传感网络关键技术

2.3 无线传感网络路由协议概述

2.3.1 路由协议的特点及关键问题分析

2.3.2 路由协议的分类

2.4 无线传感网络的应用

2.5 本章小结

第三章 无线传感网络的数据融合技术

3.1 数据融合技术概述

3.1.1 数据融合的定义与作用

3.1.2 数据融合与分层协议的关系

3.1.3 数据融合与路由的关系

3.1.4 数据融合面临的挑战

3.2 网络层中的数据融合

3.2.1 路由方式与数据融合

3.2.2 DC路由中的数据融合

3.2.3 数据融合树的构造

3.3 数据融合基本算法

3.4 本章小结

第四章 分簇路由协议中数据融合算法的改进

4.1 分簇路由的描述

4.1.1 分簇路由协议的网络模型

4.1.2 分簇路由协议的能量模型

4.2 基于簇内源节点的双层滤波机制的设定

4.2.1 算法设计基本思想

4.2.2 基于双层滤波机制的数据融合

4.2.3 算法的仿真

4.3 基于簇首模糊逻辑算法的改进

4.3.1 基于簇首的模糊逻辑加权算法

4.3.2 基于k-mean去噪的改进算法及仿真

4.3.3 基于线性估计的二次改进算法及仿真

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 未来展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间参加的科研项目和成果

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摘要

无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Networks)是由部署在监控区域的大量传感器节点形成的多跳自组织网络,其目的是获取监控区域的目标信息,并发送给观测者。WSN涉及网络通信技术、嵌入式技术、传感器技术、无线传输技术等,拥有非常广阔的应用前景,将对21世纪人们生活方式产生重大影响。然而由于无线传感器网络节点体积小、能量储存有限且节点的能量不能实时的供给,所以无线传感器网络中的数据融合技术引起了人们足够重视。数据融合处理技术能有效的增强数据传输的可靠性并能减少数据传输量,达到节省能量的目的。
  本文通过深入分析无线传感器网络技术和数据融合技术,基于无线传感网分簇路由协议,提出层次性的数据融合处理方法。对于分簇路由中的源节点,以基于置信区间估计算法和卡尔曼滤波算法为基础建立了一种双层滤波机制;对于分簇路由中簇首节点,对其使用的传统模糊逻辑加权算法提出了相应的改进算法,首先用K均值聚类思想去除小偏差数据,然后运用线性估计算法对原数据信息进行进一步的修正。仿真结果表明,该层次性算法有效的增强了数据可靠性,减少了数据传输量,达到了节能的目的。

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