物聯網環境下信息融合基礎理論研究

王海珍

摘要：物聯網信息融合技術主要分為四個層次，分別為數據級融合，特征級融合以及決策級融合和多級融合。本來系統的對這四個層次的融合進行了闡述，并在此基礎上從互聯網信息融合技術的原理、適用領域等方面進行了詳細的介紹，旨在進一步提高物聯網環境下，信息融合的技術水平。

關鍵詞：物聯網信息融合基礎理論

中圖分類號：TP202 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

1999年，麻省理工學院的相關研究者提出了物聯網概念。國際電信聯盟于2005年信息社會世界峰會上正式確定了物聯網這一概念。它指出，物聯網技術是以無線射頻技術、無線傳感器技術以及智能建筑技術等技術為基礎發展起來的新型技術。通過多種多樣的傳感器設備，物聯網能夠將不同種類的物品與互聯網有機結合在一起，從而實現對不同種類物品的智能化識別、全方位定位跟蹤以及監控和管理的網絡，從本質上來說，物聯網就是物與物之間，人與人之間交流溝通的紐帶。在物聯網這一大環境下，想要實現有效的物與物、人與物之間的溝通，就必須建立相應的信息感知，從而實現信息收集，并對用戶提供的有效數據或者價值數據進行分析和處理。

1互聯網信息融合技術

所謂信息融合技術主要是指以一定標準為依據，充分利用計算機技術實現綜合分析和整理多源信息，并對任務進行處理的過程。根據信息提取水平的不同，相關研究者將互聯網中的信息融合技術劃分了4個層次，這4個層次就是數據級融合，特征級融合以及決策級融合和多級融合。[1]然而筆者認為，多級融合其實就是對前3個層次的一個總結，因此，為了有效地闡述信息融合的相關概念，筆者認為可以將其劃分為3個層次，下面針對每一個層次進行詳細的介紹：

（1）數據級融合技術。在采集原始數據后對其進行融合又被稱之為數據級融合。該融合必須在同質信息基礎上進行，如果有收集到的數據信息為不同質信息，我們則很難對其進行數據級融合，這也是數據級融合的一個弊端。數據級融合階段，我們通常會應用一定的傳統方法，例如加權平均法、金字塔算法等等。[2]以加權平均法為例，作為最簡單的數據融合算法，它可以直接對傳感器所獲得的信息進行線性的加權平均，一方面可以計算運動軌跡為直線的目標位置；另一方面還能夠有效地抑制噪聲，可以進一步提高數據密集融合的速度。除此之外，該種方法還存在結果對比度較低，難以進一步增大權重的弊端。

（2）特征級融合技術。特征級融合技術主要是指提取連續數據特征后，在充分運用特征值比較融合方法的基礎上，鎖定新的融合技術。[3]特征級融合技術的應用有效彌補了數據級融合技術的缺點，它能夠實現在不同質的數據基礎上進行融合，但是其難以實現對融合結果的客觀判別以及合理決策。特征級融合技術的常用方法也非常廣泛，包括卡爾曼濾波算法，聚類算法等等。以卡爾曼濾波算法為例，該種算法的主要作用是進一步消除噪聲對信號的干擾的一種最優隨機濾波技術。但是值得注意的是，通過相關研究者的研究與實踐，我們發現經典的卡爾曼濾波技術僅僅限于線性高斯系統，這也是該種方法難以得到普遍應用的原因。為了解決上述問題，相關研究者又提出了無跡卡爾曼濾波技術。

（3）決策級融合技術。決策級融合技術能夠實現對不同質數據進行預處理，并在此基礎上實現特征值提取。還能夠實現對傳感器、數據的有效采集，并在此基礎上對容和結果的全方位分析，從而實現科學的決策建議。與以往兩個融合相比，決策級融合技術具有性能好、適用范圍廣泛等優勢。常用的決策級識別方法有專家系統、證據理論法。專家系統主要由知識庫、推理以及綜合數據庫等多種形式組成。[4]專家系統有諸多類型，具有代表性的是以規則為基礎的專家系統和以案例為基礎的專家系統等等。現階段絕大多數決策的融合都是通過以智能決策為基礎的專家系統來進行的。除此之外，隨著科學技術水平的提高，相關人員還創造性地提出了以神經網絡為基礎的專家系統，有效解決了規則不完善的問題。

2 信息融合技術的問題

（1）安全性問題。隨著物聯網使用范圍的擴大，物聯網中融合技術組收集的信息范圍也得到了進一步的拓展。在物聯網信息當中，有絕大一部分信息屬于高級敏感信息，而這些信息的安全性問題隨著物聯網技術水平的進一步提高也引起了人們的關注。眾所周知，物聯網信息融合主要是以信息感覺為基礎，如果海量節點中的某一個節點由于病毒或者其他因素導致被篡改，那就意味著這些信息的安全性得不到必要的保障，而一旦這些信息被泄露出去或是被篡改，則會給相關行業帶來巨大的損失，如何有效解決上述問題？需要我們大家給予高度的關注。

（2）大數據的融合問題。客觀世界的物體數量巨大，形態多樣，這在一定程度上決定了物聯網對信息的采集應當建立在各種傳感器設備的基礎上。而我們為了能夠從這些信息當中獲取有價值的信息，實現各種領域的發展，就必須對物聯網海量信息進行處理。然而現階段我國對大規模傳感器網絡信息融合技術的研究還處于起步較晚的階段，難以實現大數據融合節點負載均衡方面的研究，不利于大數據融合技術水平的進一步提升。

3結語

總而言之，互聯網環境下信息融合技術水平的提高，對于促進物聯網領域的發展具有至關重要的作用。然而現階段信息融合技術也存在一些問題，這些問題關系著各行各業的信息安全，關系著聯網環境下信息融合技術水平能否得到進一步提升。因此，相關工作者必須對其給予高度的重視，創新信息融合技術方式方法，提高信息融合水平，保障信息融合安全。然而，這個過程是一個漫長的過程，是一個循序漸進的過程，需要廣大民眾給予高度的重視，才能夠實現。

參考文獻

[1]羅亞東.基于物聯網技術的信息融合技術研究[J].凱里學院學報，2015，06：93-96.

[2]王峰.物聯網環境下信息融合基礎理論與關鍵技術研究[J].通訊世界，2016，02：39.

[3]張文瀛，王喜富.現代物流行業物聯網關鍵技術及應用研究[J].物流技術，2012，17：378-380.

[4]施侃晟，劉海濤，白英彩，宋文濤，周書勇.便于快速信息融合的主題檢測算法[J].電子科技大學學報，2012，06：890-892.