一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合算法無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks，WSNs）是由大量的低功耗無線傳感節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，它們被部署在需要監(jiān)測的地區(qū)以收集環(huán)境數(shù)據(jù)。WSNs應(yīng)用廣泛，可以被應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、智能交通等諸多領(lǐng)域。由于節(jié)點(diǎn)分布范圍廣泛、節(jié)點(diǎn)之間的通信距離有限、節(jié)點(diǎn)資源及能耗有限，使得節(jié)點(diǎn)之間無法直接傳輸原始數(shù)據(jù)，必須采用數(shù)據(jù)融合的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本文要介紹一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合算法。一、問題描述在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都能夠采集到周圍環(huán)境的一些數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、壓力等等。這些數(shù)據(jù)由于傳感器節(jié)點(diǎn)之間具有空間相關(guān)性，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)融合才能得到準(zhǔn)確的環(huán)境數(shù)據(jù)。但由于傳輸能量受到限制，節(jié)點(diǎn)之間不能對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，需要選擇部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，因此數(shù)據(jù)融合本身就是一個(gè)可劃分的問題。在進(jìn)行數(shù)據(jù)融合時(shí)需要考慮數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和能耗問題。一方面，數(shù)據(jù)融合的目標(biāo)是為了得出準(zhǔn)確的環(huán)境數(shù)據(jù)，同時(shí)因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的資源和能耗限制，需要盡量減少數(shù)據(jù)傳輸量。另一方面，節(jié)點(diǎn)的能量有限，如果傳輸過多的數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)能耗過高，進(jìn)而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的壽命。因此，設(shè)計(jì)一種可靠的數(shù)據(jù)融合算法是至關(guān)重要的。二、算法分析在數(shù)據(jù)融合過程中，需要考慮到環(huán)境數(shù)據(jù)在空間上的相關(guān)性。假設(shè)環(huán)境數(shù)據(jù)的分布是一定規(guī)則的，那么周圍的數(shù)據(jù)點(diǎn)很可能與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)存在相關(guān)性。因此，如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)知道周圍節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)，可以采用一些方法來推測本節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合的目的?；诖耍岢隽艘韵碌臄?shù)據(jù)融合算法。1.采集數(shù)據(jù)首先每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要采集周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)，并進(jìn)行初步處理。比如，對于需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，可以對其進(jìn)行壓縮或差分，從而減少需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。另外，對于非常重要的數(shù)據(jù)，可以考慮復(fù)制傳輸或者多次傳輸以保證數(shù)據(jù)的有效傳輸。2.建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌泄?jié)點(diǎn)之間建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，這可以采用鏈路狀態(tài)協(xié)議（LinkStateProtocol）或者距離向量協(xié)議（DistanceVectorProtocol）等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。所有節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系形成一張圖，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以通過這張圖來了解周圍節(jié)點(diǎn)的位置和數(shù)據(jù)采集情況。3.數(shù)據(jù)融合以當(dāng)前節(jié)點(diǎn)為中心，遍歷周圍節(jié)點(diǎn)，從它們那里獲取到數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。獲取數(shù)據(jù)可以采用一些通信協(xié)議，如GOOSE協(xié)議。在獲得數(shù)據(jù)之后，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如利用Bayesian網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行概率推理。4.能量管理節(jié)點(diǎn)的能量是非常有限的，在進(jìn)行數(shù)據(jù)融合過程中必須要考慮到節(jié)點(diǎn)的能量管理問題?？梢酝ㄟ^節(jié)點(diǎn)間的合作來進(jìn)行能源共享，以此來提升節(jié)點(diǎn)的壽命。三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法具有較好的數(shù)據(jù)融合效果，能夠充分使用節(jié)點(diǎn)之間的空間相關(guān)性來推測節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，從而提高了數(shù)據(jù)融合的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過對能量的管理，算法也能有效減少節(jié)點(diǎn)的能量消耗。四、總結(jié)本文介紹了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合算法。該算法充分利用了節(jié)點(diǎn)之間的空間相關(guān)性，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵所在。同時(shí)，在能