多层次多代理无线传感网络数据融合研究

由于现有无线传感器节点硬件的局限性（通信带宽、处理和存储能力、电池能量均有限）造成较高传输失效率。通常通过增加节点部署的密度，以大量的冗余来克服传感器硬件上的局限,以数量换取传输质量。然而,有限的节点能量与通信带宽难以传输大量冗余的传感数据。同时，监测环境的特殊性与不可预知性进一步增加了无线传感器网络获取信息的难度。针对现有无线传感器节点硬件技术的局限和监测环境的特殊性，本课题拟构建基于多层次多代理无线传感器网络模型，在此基础上提出多层次多代理数据融合策略，设计基于多代理的轻量级的数据融合算法，实现不同层次多种融合方法并举的、面向不同用户需求的、自主决择的数据融合机制，有效解决冗余节点给网络带来大量冗余传感数据的问题，提高网络监测信息的收集效率，减少网络开销（特别是通信量和能量消耗），适应网络中节点的动态增减和时断时续的通讯状况，增加网络的生命期与智能性。

无线传感器网络将虚拟的信息世界与客观的物理世界联系在一起,改变了人类与自然界的交互方式，应用前景十分广阔。由于现有无线传感器节点硬件技术的局限使得传感器节点的通信带宽、处理和存储能力、电池能量都有限,加之监测环境的特殊性和不可测性，造成网络传输失效率较高。为此，通过增加节点部署的密度，以大量的冗余来克服传感器硬件上的局限,以节点数量换取信息传输质量。然而，大量冗余传感器节点又带来了新的问题：节点有限的能量与通信带宽难以传输大量冗余的传感数据。研究表明，在无线传感器网络中通信消耗的能量比计算所消耗的能量多得多。因此，尽量在数据传输前，删除冗余、无效的数据，同时对来自不同节点的信息进行融合处理，以减少网络中数据的传输量。.基于上述研究背景,本项目(1)提出了多层次多代理无线传感网络模型，并从理论上对我们提出的模型与传统模型进行比较分析，证明该模型的合理性；(2)在该网络模型基础上设计了相应的数据融合算法与路由策略，实现不同层次不同方法并举的、面向需求自主决择的数据融合机制，解决冗余节点给网络带来大量冗余传感数据的问题，减少网络开销（特别是通信量和能量消耗），提高网络监测信息的收集效率，增加网络的生命期与智能性；(3)开发了一个实验用原型系统“无线传感器网络实时数据采集与分析系统”，对我们提出的算法进行测试与验证。.本研究项目的主要成果有：发表科技论文23篇，其中SCI检索2篇，EI检索12篇，中文核心期刊6篇；申请国家发明专利2项，软件著作权1项；资助申请国家自然科学基金3项，江西省自然科学基金1项；培养硕士研究生7人。