無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法研究

朱瑞金

摘 要： 針對傳統(tǒng)方法一直存在融合速度慢的問題，提出一種無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法。采用DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法中的融合模式，以統(tǒng)計(jì)的方式進(jìn)行信息的快速融合，避免了傳統(tǒng)方法中出現(xiàn)的計(jì)算繁瑣流程復(fù)雜的融合模式，同時優(yōu)化隸屬度函數(shù)，保證了計(jì)算過程的準(zhǔn)確性，避免了傳統(tǒng)融合過程中融合度有限問題。為了驗(yàn)證提出的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法的有效性，設(shè)計(jì)了對比仿真試驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析證明，驗(yàn)證了無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法的有效性。

關(guān)鍵詞： 無線傳感網(wǎng)絡(luò)； 可靠信息； 高效融合方法； 隸屬度函數(shù)

中圖分類號： TN915?34； TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）24?0141?03

Abstract： The traditional method has the problem of slow fusion. Therefore， a kind of reliable information fusion method of wireless sensor network is put forward. DS statistical data fusion model is used instead of the fusion pattern in the traditional method， which can rapidly integrated information in a statistical way to avoid the complex integration mode in cumbersome calculation process in the traditional method and optimize membership functions， so as to ensure the accuracy of the calculation process and avoid the problem of limited integration of traditional fusion process. In order to verify the effectiveness of the reliable and the proposed efficient information fusion method of wireless sensor network， simulation experiment is designed. The analysis results of the experimental data verified the effectiveness of the efficient information fusion method in wireless sensor network.

Keywords： wireless sensor network； reliable information； efficient fusion method； membership function

0 引 言

伴隨信息技術(shù)的高速發(fā)展，在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中充斥著大量數(shù)據(jù)信息[1]。這些數(shù)據(jù)信息的存儲量不斷的增加，必須選擇合適的方式進(jìn)行信息融合才能進(jìn)行更好的數(shù)據(jù)存儲[2?3]。由于數(shù)據(jù)類型的多樣性以及數(shù)據(jù)來源的不同，因此會造成一定的信息無法識別或者是無法有效的融合。數(shù)據(jù)信息融合過程是在一定標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)用綜合數(shù)據(jù)處理的手段進(jìn)行數(shù)據(jù)有機(jī)融合的，這樣可以方便進(jìn)行信息決策以及信息數(shù)據(jù)的快速處理。目前為止，信息融合技術(shù)已經(jīng)在多領(lǐng)域多職業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用[4?5]。近幾年來，無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息量出現(xiàn)井噴式的增長，傳統(tǒng)使用的信息融合技術(shù)已經(jīng)不能適用于現(xiàn)代的高壓信息量的無線傳感網(wǎng)絡(luò)之中，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的信息融合技術(shù)需要進(jìn)行信息的有效識別以及信息源的融合[6?7]，加上信息的融合計(jì)算，整體的信息融合過程耗時十分的漫長，已經(jīng)不能承接現(xiàn)代信息增長的速度[8?9]，針對上述問題，本文提出一種無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法。通過實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析，能夠證明無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法的有效性。

1 可靠信息高效融合方法設(shè)計(jì)方案

1.1 建立DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型

本文設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法，為了能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)信息高速融合，本文使用了DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型，這樣可以對不同數(shù)據(jù)源，不同類型進(jìn)行快速的融合。

建立DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型首先需要進(jìn)行信息同源化處理，公式如下：

式中：為同源質(zhì)數(shù)又可以成為“同化分量質(zhì)數(shù)”；為混淆數(shù)據(jù)信息的變質(zhì)屬性；為進(jìn)行數(shù)據(jù)來源查同過程中的無量化處理后的數(shù)據(jù)動態(tài)；為進(jìn)行同源化處理過程極限值。本文設(shè)計(jì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法進(jìn)行可靠信息融合處理過程如圖1所示。

通過上述公式可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的同源化，由于數(shù)據(jù)信息的類型種類也十分的多樣，因此需要進(jìn)行多樣數(shù)據(jù)的類型配比，用公式表示為：

式中：為不同數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)定后的相關(guān)聯(lián)系度；為數(shù)據(jù)信息的突變指標(biāo)；為同源數(shù)據(jù)的屬性編輯差號。經(jīng)過上述條件的陳列，便可以得到數(shù)據(jù)信息的DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型，用公式表示為：

式中：表示數(shù)據(jù)進(jìn)行高效融合過程的數(shù)據(jù)同源屬性；表示數(shù)據(jù)同源的策權(quán)系數(shù)差；表示最大程度數(shù)據(jù)信息融合臨界值；為融合參照系數(shù)；為融合最小極限系數(shù)，這些表征參數(shù)在值域[75.6，88.3]之間。

1.2 優(yōu)化隸屬度函數(shù)

本文設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法，使用的是DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型，此模型能夠完成對數(shù)據(jù)信息的高速融合，但是無法實(shí)現(xiàn)在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行快速信息數(shù)據(jù)識別。只有通過隸屬度函數(shù)才能完成對數(shù)據(jù)信息的識別過程，但是隸屬度函數(shù)不適用于本文設(shè)計(jì)的DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型，因此需要對隸屬度函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，首先進(jìn)行標(biāo)識優(yōu)化，公式如下：

式中：為數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)采樣標(biāo)識碼；為數(shù)據(jù)信息的可靠參數(shù)；為異動參數(shù)；為可靠數(shù)據(jù)的隸屬關(guān)系；為數(shù)據(jù)信息的因子數(shù)；為數(shù)據(jù)信息容量；為離散因子數(shù)。經(jīng)過上述的標(biāo)識優(yōu)化便可以進(jìn)行隸屬函數(shù)的優(yōu)化，過程如下：

式中：為隸屬關(guān)系值；為可靠數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)差量；為運(yùn)行可靠數(shù)據(jù)的隸屬能級參數(shù)。經(jīng)過優(yōu)化后隸屬函數(shù)能在本文建立DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型中進(jìn)行使用。經(jīng)過隸屬函數(shù)識別可靠數(shù)據(jù)儲存在隸屬數(shù)據(jù)庫中等待調(diào)用，隸屬數(shù)據(jù)庫用矩陣式進(jìn)行表示為：

經(jīng)過上述優(yōu)化后的隸屬函數(shù)能夠在無線網(wǎng)絡(luò)中對可靠數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的識別，同時還能夠在本文設(shè)計(jì)的DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型中進(jìn)行使用。

2 仿真實(shí)驗(yàn)分析

2.1 參數(shù)設(shè)定

為了保證設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法的有效性，需要對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，混淆數(shù)據(jù)信息的隸屬關(guān)系值在[78.5，85.6]值域范圍之內(nèi)；設(shè)置表示可靠數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)差量為25.39；為了保證無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法能夠準(zhǔn)確在模擬環(huán)境中進(jìn)行快速的信息融合，設(shè)置，，，分別為75.6，135，5 500，36.55。隸屬數(shù)據(jù)信息矩陣為：

根據(jù)上述仿真設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所述。

2.2 結(jié)果分析

在實(shí)驗(yàn)過程中，對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息融合方法與本文數(shù)據(jù)信息融合方法試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄。假設(shè)經(jīng)過識別收集了4種類型的可靠信息， 通過標(biāo)識代碼分別記錄成為1，2，3，4。首先進(jìn)行2，4，1的可靠信息融合， 通過融合過程中的佳融度進(jìn)行顯示，傳統(tǒng)方法融合結(jié)果為：

本文設(shè)計(jì)的信息融合方法為：

通過數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出本文設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法能夠得到更高的佳融度，佳融度最高參數(shù)是1.00，本文設(shè)計(jì)的方法中都非常的接近最大臨界值，因此本文更適合在無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的融合。融合時間對比試驗(yàn)結(jié)果見圖2。由圖2得知，本文設(shè)計(jì)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法，能夠在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中對可靠數(shù)據(jù)信息進(jìn)行快速有效的融合。

3 結(jié) 語

本文設(shè)計(jì)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)可靠信息高效融合方法，其采用DS統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息融合模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法中的融合模式，以統(tǒng)計(jì)的方式進(jìn)行信息的快速融合，避免了傳統(tǒng)方法中出現(xiàn)的計(jì)算繁瑣流程復(fù)雜的融合模式，同時優(yōu)化隸屬度函數(shù)，保證了計(jì)算過程的準(zhǔn)確性，避免傳統(tǒng)融合過程中融合度有限問題。希望通過本文的研究能夠?yàn)樾畔⑷诤霞夹g(shù)提供一套良好的理論依據(jù)。

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