低能耗和低時延的無線傳感器網絡數據融合算法
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在無線傳感器網絡中，若各個節點在采集信息時，采用單獨傳送信息到匯聚節點的方法，則會造成網絡過多能量的消耗和傳輸信息的頻繁沖突碰撞。因此，使用數據融合的方法來減少網絡中信息傳輸的總量，從而達到節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點采集到的大量原始數據進行網內處理，去除其中的冗余信息，而且還可以在融合前減少匯聚節點等待非匯聚節點信息
傳輸的時間，減少網絡中數據融合的延時時間。
1 無線傳感器網絡的數據融合算法
1．1 數據融合概念的描述
在無線傳感器網絡中，數據融合是在一定的準則下對按時間順序獲得的若干傳感器節點的檢測信息進行自動分析、融合，以完成所需要的估計任務和決策進行的信息處理過程。
1．2 節點剩余能量的計算
假定節點的初始能量為Er，并且在T1時刻之前，網絡分別進行了n1次、n2次的信息發送和接收，則節點i存T1時刻的剩余能量可用公式(1)表示
2 低功耗無線傳感器網絡數據融合算法
2．1 節點數據結構
傳感器節點i需要維護的信息包括：1)簇頭節點Pi；2)節點的剩余能量標志位Hi：設置能量閾值ST，若節點i剩余能量值為Si，當SiST時，則置Hi=0，并通知鄰節點不再向i發送信息；否則置Hi=1，可以進行下一次信息的接收或者發送。
2．2 算法描述
假設在檢測區域內存在多個傳感器節點，我們將其分為多個簇。而后根據各個傳感器節點的傳輸距離，對每個簇內的節點進行均勻布置，如圖1所示。
首先，根據網絡中每個節點的自身信息來決定各個簇頭節點，而后由它們來啟動數據融合算法。由于網絡中各個簇頭節點的選取都取決于自身的信息，因而會導致網絡的結構和每個節點的位置處于不斷變化之中，若選取幾個固定的節點勢必會造成較大時間延時和能量消耗。基于上述原因，為了保證每次選取的初始節點不同，應該選擇距離基站最遠的節點作為初始節點，由它們啟動融合算法，從而最短化簇頭節點到基站的距離，降低數據融合的延時和能耗，最大化網絡的生存周期。
每個簇中數據傳輸的過程為：首先，簇頭節點檢測自身的剩余能量Si，若Si>ST，置Hi=1，并向所有可到達的傳感器節點發布自己的位置信，否則簇頭節點廣播信息使得其他節點進入休眠狀態。我們假設簇頭節點的剩余能量Si>ST，則簇頭節點向非簇頭節點廣播自己的位置信息，非簇頭節點i在接收到這一信息后，判斷自己到簇頭節點的最小跳數和距離其最近的節點i的剩余能量，若其剩余能量Si大于能量閥值ST，且到簇頭節點的跳數小于節點i到簇頭的跳數，則節點i選擇節點j作為父節點，并向父節點j發送加入請求，否則置Hj=0、Fj=0，告訴鄰近的節點不要再向j發送信息，并使自己進入長期休眠狀態，而后節點i重復上述過程，直到選出父節點為止。
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