基于多参数传感器网络可靠性系数μ的研究与仿真研究.pdfVIP

基于多参数传感器网络可靠性系数p的研究与仿真 方来宝 王健 合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009 摘要：为了高效的数据融合与拥塞控制，减少传感器网络中的重要数据丢失率，本文在传感器网 络中，引入传感参数的可靠系数p，并由开关集合与传感器多参数集合生成的¨值，通过实验与仿真，证 实了wsN的数据可靠性有效提高。 关键词：wsN微网络可靠性¨值 1引 言 无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取平台，能够实时临测和采集网络分布区域内的各 种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具 有快速展开、抗毁性强等特点。传感器网络在军事、民用、商业中都具有非常广阔的应用前景。具体的 应用领域集中在：战场监控、交通j盗控、智能家居和目标跟踪、安全敏感【x．域监控、公共安全监测等方面。 根据任务的不同，传感器网络完成的任务义可以分为以下5类：目标监测、目标识别、目标追踪、目标 分类、场景再现。其中在无线传感器网络中场景再现的可靠性研究非常重要，本文在引入多参数传感器的 基础上，对场景再现的高可靠件做出研究。多参数的无线传感器网络高可靠场景再现，主要由通信的高可 靠、传感器参数的高可靠、数据传送处理(融合等)、高可靠组成。解决拥塞控制与路由安伞是提高通信可 靠性的有效方法【l刮；传感器参数的可靠性，则是由网络传感器的标准1451．5保证14J。但在探测环境中的生 存性，则是传感器需要考虑的，这方面的研究不常见：而数据传送中的数据融合、数据丢弃原则等在数据 查询应用中，出现的时延过长与场景不唯一问题，是影响可靠的主要原因，文献15’7J对此展开了一定的研究。 多参数的传感器网络是提高场景再现可靠性的霞要方法。本文提出WSN由传感器多参数的微网络构 成，微网络由一组开关集合与传感器参数集合形成可靠性¨值判断，决定传感参数的可靠性|一时，对基于¨ 值的数据融合与拥塞控制，可以有效提高通信数据与传感器载荷数据可靠性。实验与仿真验证了方法的有 效性。 2多参数高可靠的WSN 多参数无线传感器网络是由许多微网络构成，微网络也是构成传感器场景的基本元素，通过对微网络 中传感参数的选择与获取结果的筛选，完成对传感器参数的可靠性与可用性的判定。WSN的数据是以传感 器参数町靠为前提的，但获取的参数上看，这一参数从产生到融合，再进行传送并送到数据中心的过程， 所经历的过程其有通信的不可靠性(拥塞导致数据丢失)、数据融合无意丢失以及重要数据不完整性等，这 些影响了传感器数据的可靠性，从而使得场景再现失真。因此高可靠的传感数据是场景再现的基础。 基于多参数传感器网络的数据处理是传感器网络可靠性的重要保证，多参数传感器网络中一个重要特 征是微网络中传感器的多参数性。可靠的获取每个微网络中传感器的参数集合，形成网络中高可靠的数据 传送，其关键在于对可靠性的标识，即可靠性系数u的的设定。多参数传感器网络的数据处理过程如下： 微网络中的传感器采集数据，并由微网络中传感器节点的参数生成“值，采集到的数据由各个簇头节点进 行传送，并由网关节点进行数据融合，同时与特征参数集合进行比对，最后由预警系统通过对p值的判断 结果采取相应的处理措施。如图1，图2所示。 t一磐 图l古建筑wsN微网络拓扑示意 图2多参数wSN数据处理流程 3传感器微网络 3．1可靠性系数|I 传感器微网络由多个多参数传感器节点构成，形成一个基本的多传感器参数系统，传感参数构成一个 离散的集合A{xl，X2，……，xn)，并设定存在一个开关量的集合，由参数集合与开关集合构成判断的条件 集合为S{y1，y2，……，yk}，设定开关条件满足为真，而不满足为假，由此确定一个发生了的“真”的次 数l(0，并设定全部为真的次数为k’定义可靠性为u为实际真的系数： u=k。／k (1) 有u≤1；当p大于阈值uo时，事件发生：需要注意的是微网络系统的数据完整周期，直接影响Il值，只 有在一个取样周期内，数据