網(wǎng)格中傳感數(shù)據(jù)融合和容錯技術(shù)的研究.pdf

1、傳感器網(wǎng)格是近年來新興的研究領(lǐng)域，它是由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格集成在一起構(gòu)成的分布式系統(tǒng)，實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格優(yōu)勢互補。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以利用網(wǎng)格強大的計算能力、通信帶寬和存儲空間，對傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行高層次融合，得到價值更高的數(shù)據(jù)；同時，網(wǎng)格也可以通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)訪問真實的物理信息。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)格差異很大，兩者結(jié)合也引起了新的問題，尤其是增加了數(shù)據(jù)融合和系統(tǒng)容錯的難度，因此，研究傳感器網(wǎng)格面臨著很多困難和挑戰(zhàn)。
　　 數(shù)

2、據(jù)融合的過程是以最小的資源消耗得到價值最高的融合結(jié)果，不僅要保證用戶的需求，而且要減少資源消耗。在數(shù)據(jù)融合過程中，如何選擇最優(yōu)的融合路由是一個關(guān)鍵和困難的問題，在傳感器網(wǎng)格中也是如此。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合算法要么只為達(dá)到能量消耗最少，要么只為實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行時間最小，同時考察時間和能量的算法研究很少。網(wǎng)格是一個動態(tài)的、不穩(wěn)定的環(huán)境，各種錯誤都有可能發(fā)生，本文結(jié)合容錯機制，綜合多方面的因素尋找合適的融合路由，提出一種基于網(wǎng)格和自適應(yīng)遺傳算法的數(shù)據(jù)融

3、合算法。
　　 本文的主要研究工作及創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 (1)分析傳感器網(wǎng)格中數(shù)據(jù)融合的特點以及容錯的必要性，根據(jù)傳感器網(wǎng)格的特點建立一個容錯框架，該容錯框架的特點是：一方面對任務(wù)執(zhí)行過程中遇到的錯誤進(jìn)行有效處理；另一方面對傳感器節(jié)點感知的數(shù)據(jù)進(jìn)行充分融合，為用戶決策提供有力支持。
　　 (2)針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量有限性問題，提出一種基于網(wǎng)格和自適應(yīng)遺傳算法的數(shù)據(jù)融合方法。此算法首先在無線傳感器

4、網(wǎng)絡(luò)中運行自適應(yīng)遺傳算法，找到最優(yōu)網(wǎng)關(guān)節(jié)點，然后移動代理以最小通信代價訪問網(wǎng)關(guān)節(jié)點并融合數(shù)據(jù)，算法的目標(biāo)是以最小的能量消耗得到最優(yōu)的融合結(jié)果，延長網(wǎng)絡(luò)的生命時間。
　　 (3)任務(wù)執(zhí)行過程中，難免會出現(xiàn)各種各樣的錯誤，為了有效處理這些錯誤，提高系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，本文提出一種自適應(yīng)容錯算法。此算法是出錯重試和替代資源兩種容錯機制的結(jié)合，能夠根據(jù)系統(tǒng)的出錯情況自適應(yīng)的選擇合適的處理方法，保證任務(wù)的順利執(zhí)行。
　　 (4)選擇N

5、S2作為仿真平臺，對本文提出的算法進(jìn)行仿真實驗。把本文提出的基于網(wǎng)格和自適應(yīng)遺傳算法的數(shù)據(jù)融合方法與現(xiàn)有的融合算法進(jìn)行對比仿真，仿真結(jié)果表明本文提出的算法具有較好的表現(xiàn)。另外，把自適應(yīng)容錯算法與四種經(jīng)典的容錯機制進(jìn)行對比實驗，實驗結(jié)果顯示自適應(yīng)容錯算法在平均執(zhí)行時間和能量消耗兩方面具有較優(yōu)的性能。
　　 本論文得到了國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號：60970064)，國家軟件開發(fā)環(huán)境重點實驗室開放基金課題(批準(zhǔn)號：SKLSDE-201