无线传感器网络数据融合技术在温室监控中的设计与实现

摘要

无线传感器网络是一种涉及多门学科的综合网络技术，它能够实现数据采集融合和智能网络应用系统，逻辑上将信息世界和真实世界进行了有效的连接，是一种真正的“普适计算”模式。由于传感器节点自身资源的限制，给无线传感器网络的发展造成了很大的瓶颈，数据融合技术主要是为了解决网络数据大量冗余和减少节点能耗问题，是当前研究者的研究热点和难点。
　　 本文首先从无线传感器网络的结构、特点、主要技术等几个方面对无线传感器网络做了一个总体的介绍，接着介绍了无线传感器网络数据融合技术，总结当前的研究现状给出了数据融合技术的分类，并总结了当前几种主要的数据融合方法和技术。
　　 针对温室环境监控系统的具体应用，分析了温室环境监控的主要参数、温室监控系统要求和数据采集模块的特点和任务，接着给出了适合温室监控的无线传感器网络拓扑结构模型，提出了一种双层数据融合模式，结合基于温室监控的特点，提出了基于簇的数据融合和基于预测估计的数据融合相结合双层融合模式，实验表明，在这种融合模式在保证监测质量的情况下，能有效的降低能量消耗，延长网络的生命周期。在最后针对这种融合模式的不足给出自己的理解，并对基于应用的数据融合技术做了简单概括。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究的背景及意义

1.2.1 研究背景

1.2.2 研究的意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 本文的主要工作

1.5 论文组织结构

第2章 无线传感器网络数据融合技术

2.1 引言

2.2 无线传感器网络概述

2.2.1 无线传感器网络结构

2.2.4 无线传感器网络主要技术及优势

2.3 数据融合技术概念以及性能指标

2.3.1 数据融合的概念

2.3.2 数据融合技术性能指标

2.4 数据融合的作用与应用

2.4.1 数据融合的作用

2.4.2 数据融合技术的应用

2.5 数据融合分类

2.6 主要的数据融合算法

2.6.1 平均法的数据融合

2.6.2 贝叶斯估计法

2.6.3 数据趋势估计

2.6.4 ARMA预测估计

2.7 小结

第3章 温室监控中数据融合算法的设计与仿真

3.1 引言

3.2 温室环境监测数据特点及要求

3.2.1 温室环境监测的主要参数

3.2.2 温室环境监控数据特点

3.2.3 温室环境监测数据对WSNs数据融合技术的要求

3.3 基于簇的温室传感器网络拓扑结构设计

3.4 数据融合算法设计

3.4.1 去噪融合设计

3.4.2 预测估计的数据融合设计

3.5 数据融合算法能耗分析与仿真

3.5.1 能耗分析

3.5.2 仿真实验

3.6 小结

第4章 数据融合算法在温室监控中的实现与分析

4.1 引言

4.2 温室环境监控关键技术

4.3 温室监控系统总体设计

4.3.1 功能需求

4.3.2 系统功能划分

4.3.3 监控系统运行流程

4.4 数据融合算法在温室监控中的应用分析

4.4.1 基于簇的去噪融合性能分析

4.4.2 基于预测估计的数据融合在监控系统中应用分析

4.5 小结

第5章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

附录