摘要：針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)能量有限，且在進(jìn)行信息傳輸時(shí)存在數(shù)據(jù)沖突、傳輸延時(shí)等問題，提出并設(shè)計(jì)了基于最大生存周期的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法。該算法將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分成多個(gè)簇，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍，將每個(gè)簇中的節(jié)點(diǎn)均勻分布，每個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自己的本地信息和剩余能量選擇通信方式向簇頭節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，從而形成傳輸數(shù)據(jù)的最短路徑;并根據(jù)集中式TDMA(時(shí)分多址)調(diào)度模型，運(yùn)用基于微粒群的Pareto優(yōu)化方法，使得網(wǎng)絡(luò)在完成規(guī)定的信息傳輸時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)耗費(fèi)的平均時(shí)隙和平均能耗最優(yōu)。仿真結(jié)果表明，上述算法不但可以最大化網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間，還可以有效的降低數(shù)據(jù)融合時(shí)間，減少網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由分布在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的靜止或移動(dòng)的傳感器組成，它們是通過自組織和多跳的方式形成的無線網(wǎng)絡(luò)，可以協(xié)作地感知、采集和處理檢測(cè)區(qū)內(nèi)的各種信息，并把信息傳送給用戶終端，是一種新興的信息獲取和處理技術(shù)。WSN可應(yīng)用于惡劣環(huán)境和無人環(huán)境下信息的采集和傳送，同時(shí)，它還具有布設(shè)靈活、成本低、范圍大等特點(diǎn)，日益受到人們的關(guān)注，是當(dāng)前國(guó)際備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一。
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，若各個(gè)節(jié)點(diǎn)在采集信息時(shí)，采用單獨(dú)傳送信息到匯聚節(jié)點(diǎn)的方法，則會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)過多能量的消耗和傳輸信息的頻繁沖突碰撞。因此，使用數(shù)據(jù)融合的方法來減少網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸?shù)目偭?，從而達(dá)到節(jié)能和提高信息傳輸效率的目的。它不但可以采用一定的算法將傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的大量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)處理，去除其中的冗余信息，而且還可以在融合前減少匯聚節(jié)點(diǎn)等待非匯聚節(jié)點(diǎn)信息
傳輸?shù)臅r(shí)間，減少網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)融合的延時(shí)時(shí)間。
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合算法
1.1 數(shù)據(jù)融合概念的描述
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)融合是在一定的準(zhǔn)則下對(duì)按時(shí)間順序獲得的若干傳感器節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)信息進(jìn)行自動(dòng)分析、融合，以完成所需要的估計(jì)任務(wù)和決策進(jìn)行的信息處理過程。
1.2 節(jié)點(diǎn)剩余能量的計(jì)算
假定節(jié)點(diǎn)的初始能量為Er，并且在T1時(shí)刻之前，網(wǎng)絡(luò)分別進(jìn)行了n1次、n2次的信息發(fā)送和接收，則節(jié)點(diǎn)i存T1時(shí)刻的剩余能量可用公式(1)表示
