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基于数据融合结构的无线传感器网络技术研究的中

期报告

中期报告

摘要：本文介绍了基于数据融合结构的无线传感器网络技术研究的

中期进展。该研究的主要目标是提高传感器网络的能效和数据质量，通

过数据融合技术实现节点之间的信息共享和数据处理。本文重点介绍了

研究过程中的问题与挑战、研究方法以及初步成果。研究结果显示，采

用数据融合技术可以显著提高传感器网络的能效和数据质量，但仍然存

在一些需要解决的问题。

1.研究背景和意义

无线传感器网络是一种由大量分布在空间中的微型节点组成的网络。

这些节点通过无线通信和传感器技术实现环境数据的采集、传输和处理。

传统的无线传感器网络技术主要采用分散的数据采集和处理模式，使得

节点之间不能直接共享信息，而且存在大量的冗余数据。这些问题导致

传感器网络的能效低下、数据质量差，无法满足复杂环境下的实时监测

和控制要求。

数据融合技术能够解决传感器网络中的信息共享和数据处理问题。

数据融合技术通过将多个传感器节点的数据进行融合，消除冗余信息，

提高数据质量和准确度，同时有效降低网络能耗。因此，基于数据融合

结构的无线传感器网络技术是目前研究的热点之一。该研究旨在通过数

据融合技术提高传感器网络的能效和数据质量，为实时监测和控制提供

支持。

2.研究过程中的问题与挑战

在研究过程中，我们遇到了以下问题与挑战：

（1）传感器节点多样性：不同传感器节点的信号质量、采样频率以

及能耗等存在差异，需要对其进行充分的考虑和处理。

（2）数据融合算法的选择：需要选择合适的数据融合算法，同时考

虑算法的计算效率和可靠性。

（3）网络拓扑结构的设计：需要设计合适的网络拓扑结构，保证数

据的有效传输和处理。

（4）能耗管理：传感器节点能源有限，需要采用合适的能耗管理策

略，延长传感器节点的寿命。

（5）数据传输安全性：由于无线传输的开放性和易受攻击的特点，

数据传输的安全性需要得到有效保障。

3.研究方法

为了解决上述问题，我们采取了以下研究方法：

（1）对不同类型的传感器节点进行分类，综合考虑传感器节点的信

号质量、采样频率以及能耗等因素，选择合适的数据融合算法。

（2）采用多层级的数据融合结构，从低层节点到高层节点依次融合

数据，充分利用传感器节点的信息，提高数据质量和准确度。

（3）设计基于混合拓扑结构的无线传感器网络，将传感器节点分为

核心节点和边缘节点，通过核心节点进行数据传输和处理。

（4）采用能耗优化算法，对节点能耗进行管理和控制，延长无线传

感器网络的寿命。

（5）采用加密算法等技术对传输数据进行安全保障，防止数据被篡

改和窃取。

4.初步成果

在研究过程中，我们已经完成了以下任务：

（1）建立了基于数据融合结构的无线传感器网络模型。

（2）研究了多种数据融合算法，并进行了性能测试。

（3）设计了基于混合拓扑结构的无线传感器网络架构，实现了数据

的高效传输和处理。

（4）提出了能耗优化算法，并对传感器网络的能耗进行了管理和控

制。

（5）采用加密算法等技术对传输数据进行了安全保障。

预计下一步的研究将集中在数据融合算法的优化和网络能耗的进一

步降低，进一步提高传感器网络的能效和数据质量。