摘 要

目前无线传感器分布式检测网络已经在社会各方面得到广泛应用，例如智能家居、环境监测、军事领域、城市交通、仓库管理、建筑实时监控、气象预报等。它由大量的感知环境参数（例如温度、湿度、压力、声音、磁场、加速度）的节点组成，这些节点具备一定的计算能力，通过无线传送方式形成网络，具备集体智能，能够对事件进行跟踪和监测。它以成本低廉、可靠性高、生存能力强、带宽要求低等优点而受广泛使用，但同时也存在能量有限、计算能力有限、带宽受限、会受无线信道衰减和噪声干扰等缺点，因此近年来研究人员对无线传感器分布式检测融合算法进行了相当的研究，力求在资源受限的无线传感器网络中，在性能、耗能、算法复杂度之间进行折衷，选择出更实际的信息融合规则。

关键词：无线传感器、分布式检测、融合规则

Abstract

At present, the distributed detection network of wireless sensor has been widely used in all aspects of society, such as intelligent home, environmental monitoring, military field, urban traffic, warehouse management, real-time monitoring of buildings, weather forecast and so on. It consists of a large number of nodes that perceive environmental parameters such as temperature, humidity, pressure, sound, magnetic field and acceleration. These nodes have certain computing power, form a network through wireless transmission, have collective intelligence, and can track and monitor events. It is widely used for its advantages such as low cost, high reliability, strong survivability and low bandwidth requirements. However, there are also shortcomings of limited energy, limited computing power, limited bandwidth, wireless channel attenuation and noise interference, so researchers have carried out a distributed detection fusion algorithm for wireless sensor in recent years. A considerable research has been made to compromise the performance, energy consumption and algorithm complexity in the wireless sensor networks with limited resources, and to select more practical information fusion rules.

Key Words：Wireless sensor、distributed detection、fusion rules

目录

第一章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.1.1 无线传感器网络概述 1

1.1.2 课题研究意义 1

1.2 无线传感器网络分布式检测系统 2

1.3 国内外研究现状 4

1.4本文的主要内容 5

1.5本文结构安排 6

第二章 分布式检测系统模型 7

2.1局部传感器判决层 8

2.2无线信道传输层 8

2.3融合中心层 9

第三章 分布式检测融合规则 11

3.1似然比判决 11

3.2次优融合规则 11

第四章 仿真及结果分析 13

4.1 算法流程 13

4.1.1 局部传感器判决层算法 13

4.1.2 无线信道传输层算法 13

4.1.3 融合中心层算法 13

4.2 四种融合规则性能分析 14

4.3 系统检测概率PD和信噪比SNR的关系 15

4.4 系统检测概率PD和传感器节点数k的关系 16

4.5 仿真结果总结 17

第五章 总结与展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1 无线传感器网络概述

无线传感器网络集传感器技术、计算机技术、无线通信技术于一身，主要由数量较多的具备物理量（例如湿度、压力、温度、红外线、磁场、加速度等）感知能力的传感器节点构成，它是信息领域新兴的技术，具备低成本、效率高、可信度高、鲁棒性强、等优点，能完成目标检测、目标跟踪、环境监测等任务，因此它近些年来也成为了国内外信息、计算机等领域研究人员的研究热点。

无线传感器网络各个传感器节点被放置在目标检测区域，监测到事件或者数据后，各个节点的信息通过无线传输方式传输到融合中心，由融合中心根据算法进行判决，最终得出一个总体的结果。因为传感器大量分布，所以个别节点故障或者损坏后，余下节点所组成的网络仍然能够对目标进行准确的检测。而基于无线传感器的分布式检测系统中需要涉及的一个关键问题就是连接各个传感器节点和融合中心之间的无线信道，由于信道的带宽往往是有限的，再加上信道衰落等因素的影响，无线传感器传出的信息可能在到达最后的融合中心时已经偏离了原始信息，所以在对整个系统来说，无线信道因素是必须考虑的。

无线传感器网络作为一种高效的信息系统，在实际生活中的应用是相当广泛的，它可以被用于军事监测、自然环境的监测、桥梁等建筑状况的实时监控、交通管控、医疗护理、航空航天、导航定位等各种领域。表1.1中列出了无线传感器网络常见的实际应用。

1.1.2 课题研究意义

无线传感器网络是集合多个传感器节点的判决，对目标或事件进行监测的信息系统，在这个系统中，需要选取合适的检测方法使得整个系统在性能和资源消耗上达到最佳的平衡。无线传感器分布式检测是无线传感器网络中应用得最普遍的检测方式，对分布式检测的研究对传感器节点的性能、无线信道中信息传输的优化、融合中心的判决效果都有直接的影响，对整个系统的稳定性、鲁棒性、安全性、节能性、检测可信度等方面都有重大意义，因此对无线传感器网络分布式检测的研究能推动无线传感器领域的发展，具有巨大的实用价值。

表1.1 无线传感器网络常见的实际应用举例

1.2 无线传感器网络分布式检测系统