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1、无线传感器网络的数据融合与时钟同步机制研究摘要为了保障重大工程结构的安全性、适用性与耐久性等，对己建成使用的许多重大工程结构和基础设施需采用有效的健康监测手段来评定其安全状况。传统的结构健康监测通常采用有线方式，这种方式线路铺设工作量大、维护困难、布点不灵活。无线传感器网络以其高密度、低功耗、低维修费用、易于安装、布点灵活等优点在健康监测中将发挥重要作用。目前对于无线传感器网络的研究，主要集中在传感器节点的路由算法、能量算法、传感器组网以及传感器网络管理等方面，而对于无线传感器的数据融合和时钟同步等方面还不多，本文探讨了无线传感器网络有关数据融合和时钟同步的相关理论。主要研究内容如下:(l)在
2、分析比较现有无线传感器网络数据融合算法的基础上，提出了一种动态自适应制数据融合机制(WADA) ，该机制主要思想是根据接收到的数据应答包数量，动态调整最大延迟时间，并最大延迟时间按照递减规则分配至各层节点，以平衡数据的准确性和实效性。 。(2)详细分析了无线传感器网络(WSN) 中时钟同步技术的特点、种类及其在WSN 设计中的作用给出了一种全面的研究体系内容提出了两种技术方案：一种是以在传统局域网范围内实现的精度达 100ns 的同步技术为基础进行无线电媒介下的改造；另一种是 Internet 的 NTP 协议的精简及向 WSN 的移植。关键词:无线传感器网络，数据融合，时间同步Researc
3、h on Mechanism of Data Fusion and Time Synchronization for Wireless Sensor NetworkWang weiAbstractIn order to guarantee the security， serviceability and durability etc. of significant engineering structures， an effective way of structural health monitoring(SHM) should be adopted for a lot of establi
4、shed significant engineering structures and infrastructural facilities to appraise theirs safe situation. Traditionally， the wired way is adopted generally， which takes a great deal of work to lay circuit， maintain the structures difficultly and cant locate nodes nimbly. The wireless sensor network
5、will play an important role in SHM for its high density， low-power consumption， less assembling time and locating nodes nimbly.At present, the research of wireless sensor network focuses on routing algorithms of sensor node, energy algorithm, organization algorithm and management scheme on wireless
6、sensor network. There is less research about the data and clock synchronism algorithm. In this paper，the related theory about the wireless sensors data fusion，time synchronization have been researched. The main contents include:(1) A wait-time adaptive data aggregation scheme (WADA) by analyzing the
7、 existing achievement for data fusion of WSN is presented. The main idea is to adaptively adjust maximum wait time based on the number of data responses and allocate the wait time to the node in each layer degressively as well as balance the accuracy and effectiveness.(2) This paper gives a detailed
8、 analysis on the characteristics and category of clock synchronization and its application to the design of wireless sensor networks(WSNs)A comprehensive research architecture is presented，and two technical schemes are proposed, i.e., the reform of LANbased 100ns precision clock synchronization tech
9、nique under radio media，and the simplification of network time protocol (NTP) and its transplantation into WSNsKeywords：Wireless sensor network, data fusion, clock synchronization,目录第一章 绪论 .51.1 研究目的与意 .51.2 相关研究领域及其发展现状 .51.2.1 无线传感器 .51.2.2 数据融合 .61.2.3 时间同步 .7第二章 无线传感器网络数据融合理论研究 .82.1 数据融合定义 .82.2 数据融合模型 .102.2.1JDL 模型 .102.2.2UK 情报环 .112.2.3Boyd 控制环 .112.2.4 瀑布模型 .122.2.5Dasarathy 模型 .122.3 无线传感器网络数据融合分类 .132.4 无线传感器网络数据融合方法 .152.4.1 估计方法 .152.4.2 统计方法 .152.4.3 信息论方法 .162.4.4 人工智能方法 .17
