无线传感器数据融合技术

编号

淮安信息职业技术学院

毕业论文

题 目

基于无线传感器网络的数据融合系统的设计 学生姓名 学 号 院 系 专 业 班 级 指导教师 顾问教师

耿以威 37011443 计算机与通信工程学院

通信技术 370114 赵靖哲 龚佑红

二〇一三年十月

摘 要

摘 要

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域。已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

数据融合技术是

第五章 数据关联

数据关联是多传感器信息融合的关键技术，应用于航迹起始、集中式目标跟踪和分布式目标跟踪。主要有以下几种：

a、观测与观测、或观测与点迹的关联：用于航迹起始或估计目标位置 b、观测与航迹关联：用于目标状态的更新

c、航迹与航迹关联：用于航迹融合，局部航迹形成全局航迹 数据关联的一般过程：

例：有两个实体A1和A2，三个测量Z1、Z2和Z3，对测量与实体进行关联

1、建立关联门，确定关联门限：椭圆关联门 2、门限过滤：将测量Z1过滤掉 3、确定相似性度量方法：几何向量距离 Sij?(Zi?Aj)2

4、建立关联矩阵

?S21??S31S22??1???S32??76?? 2?5、确定关联判定准则：最近邻方法

6、形成关联对

Z2?A1 Z3?A2

一、关联门与门限：关联门通常有两种，矩形和椭圆形 椭圆门：

d2??S??z?zT?1?)?G(z?z

位置：d2?12?x2?x1???x?????y2?y1??0??T?0?2?x2?x1??x2?x1??y2?y1?2???221??y?y??x?y1??22?y??

位置速度：d2?G?x2?x1?2?2x??y2?y1?2?2y??2?x?1??x2?2?x??2?y?1

多传感器数据融合技术在汽车中的应用

摘要：传感器经常应用在现代智能汽车系统中，是一个能提高道路交通安全具

有前景的工具。基于车上感知系统的启用，如雷达，激光或视频技术等，这些车都具备了检测道路上是否有威胁的能力，预计会出现的危险驾驶情况，并积极采取行动，碰撞避撞。除了在汽车上应用多种传感器形成组合系统外，复杂的信号处理和传感器数据是否能融合也是整个系统能否稳健和可用的重要因素。本论文中，我们将用原始传感器测量的数据（低级）和数据融合方法（高级别）来确定测量点。我们模拟传感器的现象、道路交通情况、数据融合范例、信号处理算法和探讨不同传感器的数据相结合的影响水平上对多传感器系统的离散事件仿真手段进行抽象事件模拟。

关键词：多传感器数据融合、仿真、智能汽车、环境感知、汽车 1、前言

在提高道路交通安全的同时减少致命车祸的数量，是世界各地汽车生产商

和研究机构未来要解决的艰巨任务。为了提高交通安全，不但要有路边的智能基础设施，还要有先进的交通工具和信息服务能力，并努力提高各个车辆之间信息的交流。目前，传感器技术因在军事和民用航空领域应用广泛而广为人知。雷达，激光，超声波或视频设备等传感器技术在汽车上的应用，使车辆对周围环境信息的感知能力大大提高

基于多传感器融合新技术研究

吴磊

（山东科技大学 信息与电气工程学院，山东 青岛 266590）

摘要：多传感器信息融合，是对多种信息的获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化的技术。而且信息融合技术已经广泛应用于电子信息学、自动化控制等领域。单一传感器只能获得环境或被测对象的部分信息段，而多传感器信息经过融合后能够完善地、准确地反映环境的特征。

关键词：多传感器；信息融合；综合处理 1引言

随着传感器技术、数据处理技术、计算机网络通讯技术、人工智能技术以及并行计算的软硬件技术的发展，多传感器信息融合技术已受到了广泛关注。我国从20世纪90年代也开始了多传感器信息融合技术的研究和开发工作，并在工程上开展了多传感器识别、定位等同类信息融合的应用系统的开发。而且随着科学技术的进步，多传感器信息融合至今已形成和发展成为一门信息综合处理的专门技术。 2 多传感器信息融合基本原理

多传感器信息融合的基本原理就像人脑综合处理信息的过程一样，将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则组合起来，产生对观测环境的一致性解释和描述。这个过程中充分地利用多个传感器资源，通过对各种传感器及其观测信息进行合理支配与使用。而信息融合的目标则是基于各传感

无线传感网络的简介

第３７卷第６期

２０１０年６月

计算机科学

ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ

Ｖ０１．３７Ｎｏ．６Ｊｕｎｅ２０１０

无线传感器网络数据管理技术研究进展

张少平ｈ２汪英华３李国徽１

（华中科技大学计算机科学与技术学院

武汉４３００７４）１

（江西农业大学计算机与信息工程学院南昌３３００２７）２（湖南衡阳市教育科学研究所衡阳４２１０００）３

摘要无线传感器网络本质上是一个以数据为中心的网络，它处理的数据为传感器采集的连续不断的数据流。因此，现有的数据管理技术把无线传感器网络看作为来自物理世界的连续数据流组成的分布式数据库。由于传感器节点的计算能力、存储容量、通信能力以及电池能量有限，再加上ｆｌａｓｈ存储器以及数据流本身的特性，给数据管理带来了传统分布式数据库系统没有的一些新挑战。从数据库系统的体系结构、数据存储与索引技术、数据模式、查询处理及优化技术等方面介绍了无线传感器网络的数据管理技术的研究现状。关键词无线传感器网络，数据管理，数据模式，数据存储，查询优化，数据挖掘中图法分类号ＴＰ３９３

文献标识码Ａ

ＯｖｅｒｖｉｅｗｏｆＤａｔａ

Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

ｉｎ

Ｗｉｒｅｌｅｓｓ

ＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓ

ＬＩ

ＺＨＡＮＧＳｈａｏ－ｐｉｎ９１’２ＷＡＮＧＹｉｎｇ

无线传感器网络节点定位技术

定位即确定方位、确定某一事物在一定环境中的位置。在无线传感器网络中的定位具有两层意义：其一是确定自己在系统中的位置；其二是系统确定其目标在系统中的位置。在传感器网络的实际应用中，传感器节点的位置信息已经成为整个网络中必不可少的信息之一，很多应用场合一旦失去了节点的位置信息，整个网络就会变得毫无用处，因此传感器网络节点定位技术已经成了众多科学家研究的重要课题。

2.1基本概念描述

在传感器网络中，为了实现定位的需要，随机播撒的节点主要有两种：信标节点（Beacon Node）和未知节点（Unknown Node）。通常将已知自身位置的节点称为信标节点，信标节点可以通过携带GPS定位设备（或北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞、或预置其位置）等手段获得自身的精确位置，而其它节点称之为未知节点，在无线传感器网络中信标节点只占很少的比例。未知节点以信标节点作为参考点，通过信标节点的位置信息来确定自身位置。传感器网路的节点构成如图2-1所示。

UBUUUUUBUUUBUUUUUUBUUUUUU

图2-1 无线传感器网络中信标节点和未知节点

Figure 2-

无线传感器网络综述

摘要：传感器网络是目前国内外的最新研究热点，具有广阔的应用前景，

将是未来社会应用最广的网络，本文主要介绍了无线传感器网络的概念、体系结构、特点、通信结构及应用领域。

关键词：无线传感器网络 体系结构 应用

0.引言

近年来随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的发展，作为现代信息获取的重要技术之一，传感器技术而日益成熟，这些小型传感器一般称作sensor node（传感器节点）或者mote（灰尘）。

无线传感器网络(wireless Sensor Networks，WSN) 就是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统[1]。由于传感器节点数量众多，部署时只能采用随机投放的方式，传感器节点的位置不能预先确定；在任意时刻，节点间通过无线信道连接，采用多跳(multi-hop)、对等(peer to peer)通信方式，自组织网络拓扑结构；传感器节点间具有很强的协同能力，通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交换来完成全局任务。

1．无线传感器网络的体系结构

1.1无线传感器网络的系统构架

无线传感器网络的系统构架如下图1-1所示，通常包括传感器节点(sensor nod

无线传感器网络综述

摘 要:无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术。因其巨大的应用前景而受到科学界越来越广泛的重视。本文介绍了无线传感器的定义、体系结构以及特点，并着重分析了无线传感器网络研究的一些关键问题，最后探讨了无线传感器网络的应用前景以及发展方向。

关键字:无线传感器网络；体系结构；关键技术；应用

无线传感器网络（wireless sensor network），是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。2001年1月《MIT技术评论》将无线传感器列于十种改变未来世界新兴技术之首。2003年8月，《商业周刊》预测：无线传感器网络将会在不远的将来掀起新的产业浪潮。2004年《IEEE Spectrum》杂志发表一起专集：传感器的国度，论述无线传感器网络的发展和可能的广泛应用。我国未来20年预见技术的调查报告中，信息领域157项技术课题有7项与传感器网络直接相关。2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》为信息技术确定了三个前沿方向，其中两个与无线传感器的研究直接相关，即智能感知技术和自组织网络技术。可以预计，无线传感器网络的研究与应用是一种必然趋势，它的出

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。设计中单片机选用STC89C52作为控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测。烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。设计中单片机选用STC89C52作为控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测。烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统