基于UKF的无线传感器异步数据融合优化算法
2021-06-21黄向生
重庆大学学报 2021年5期
张 辉,黄向生
(1.山西大学 商务学院,太原 030031;2.中国科学院自动化研究所,北京 100190)
无线传感器网络融合了传感器技术、无线通信和电子技术等多个领域,从根本上解决了传感器网络庞大、布线困难的问题。无线传感器网络的基本功能是收集和返回传感器节点所在监测区域的信息。然而,网络节点的资源非常有限,主要是电池能量、处理能力、存储容量和通信带宽[1-3]。目前,无线传感器网络数据融合方法大多是基于查询模式的,适用范围比较窄[4]。应用中,需要对整个网络中各个区域的信息进行监控,聚合节点不仅需要获取整个网络节点采集到的数据,还需要对数据生成的区域信息进行更有针对性的分析,在这种情况下,有些融合方法不能满足实际需要。另外,当网络规模较小时,可以不使用融合方法来实现数据传输[5-7]。然而,当网络规模非常大且是异步的情况下,在整个网络中获取数据是非常耗费能量的,在传输数据时添加相应的精确位置信息会更消耗能量。如果不使用适当的融合方法,网络中的许多节点将因能量耗尽而迅速失效,严重时,整个网络可能崩溃[8-9]。因此,迫切需要设计一种有效的无线传感器网络数据融合方法。以下是目前主要的研究成果:
文献[10]提出了一种基于密度的无线传感器数据融合算法。通过对无线传感器网络在一定时间内的分析,有效数据和变化幅度主要集中在相对时间内,所需采样点更密集;而随机变化较小的数据则更分散、更需要采样点稀疏。……
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