基于數(shù)據(jù)融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由大量空間分布式自治設(shè)備組成的無線網(wǎng)絡(luò)，通常利用位于不同位置的傳感器節(jié)點相互協(xié)作監(jiān)測某一物理或者環(huán)境條件，過去的20年已經(jīng)從理論概念發(fā)展成一種新興的現(xiàn)代技術(shù)。目標(biāo)檢測作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一種具體應(yīng)用，即判斷目標(biāo)對象是否出現(xiàn)在監(jiān)測區(qū)域，可應(yīng)用于軍事指揮、醫(yī)療診斷和天氣預(yù)測等。近年來，將數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用于目標(biāo)檢測，極大地提高了目標(biāo)檢測的精確度和可靠性。本文主要研究了基于數(shù)據(jù)融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測問題，主要工作如下：

2、
　　1．介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，并對數(shù)據(jù)融合的功能模型和結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行著重介紹，本文主要針對檢測融合結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。多傳感器檢測系統(tǒng)通常采用集中式和分布式兩種檢測結(jié)構(gòu)，本文對基于兩種檢測結(jié)構(gòu)的目標(biāo)檢測問題分別進(jìn)行了分析研究。
　　2．介紹了多傳感器目標(biāo)檢測的基礎(chǔ)理論，包括二元假設(shè)檢驗問題、貝葉斯準(zhǔn)則和Neyman-Pearson準(zhǔn)則，這是論文的理論基礎(chǔ)。然后分析了兩種經(jīng)典的分布式目標(biāo)檢測融合規(guī)則，Chai

3、r-Varshney融合規(guī)則和Counting Rule，并通過仿真對比了兩種融合規(guī)則的檢測性能。
　　3．研究了一種基于順序傳輸?shù)膫鞲衅鬟x擇策略，傳統(tǒng)的集中式目標(biāo)檢測中，監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的所有傳感器節(jié)點需要將接收觀測數(shù)據(jù)發(fā)送至融合中心，通信開銷較大。文章從減少參與判決傳感器節(jié)點數(shù)量進(jìn)而減少通信開銷的角度分析了一種基于順序傳輸?shù)募惺侥繕?biāo)檢測策略。通過該策略，融合中心僅利用監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的部分傳感器節(jié)點就能進(jìn)行判決，從而減少通信開銷和能量消

4、耗。
　　4．基于可靠性理論中的Bathtub-Shaped失效率，進(jìn)一步研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在失效傳感器節(jié)點的分布式目標(biāo)檢測問題。雖然考慮Bathtub-Shaped失效率的并行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)于經(jīng)典的Chair-Varshney融合規(guī)則，但當(dāng)存在大量失效傳感器節(jié)點時，并行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的檢測性能下降較快。針對這一問題，利用目標(biāo)輻射能量衰減模型，文章給出了一種基于目標(biāo)輻射能量的串行目標(biāo)檢測融合結(jié)構(gòu)，并推導(dǎo)了相應(yīng)的決策融合規(guī)則，最后通過仿真