基于预测模型的无线传感器网络数据融合研究

发布时间：2017-05-13 15:20

  本文关键词：基于预测模型的无线传感器网络数据融合研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着科技的发展,作为新兴科技的无线传感器网络(WSN),在物质追踪,智能农业,健康监测,供应链管理及环境感知等领域中具有广泛的应用。无线传感器网络由大量节点自动组网构成网络,其综合了传感器技术、无线通讯技术、嵌入式技术等,是多学科高度交叉的前沿性研究及应用领域。数据融合技术是延长无线传感器网络生命周期的关键技术。数据融合利用传感器节点处理数据,在汇聚节点收集数据时进行数据融合,从而减少数据量,降低能源的限制和通信阻塞、延时等问题。本文首先介绍了WSN的技术构成,对不同类型的WSN数据融合算法进行了概述。然后,对基于预测模型的数据融合算法进行了详细分析,并阐述了基于预测模型的数据融合过程。其中,基于预测原理的数据融合算法能否成功最关键的要求是采用合理的时序预测算法。其次,深入研究了基因表达式编程(GEP)方法在WSN上的预测应用,对GEP算法进行了详细介绍。再次,深入研究了混沌预测算法在WSN上的应用,介绍了混沌辨识方法,详细讨论了混沌预测算法及数据融合算法流程。最后,研究了基于非线性自回归(NARX)神经网络的时序预测算法,介绍了NARX网络数据融合步骤。通过数据仿真实验可知,GEP算法不依赖先验知识,不仅能够正确预测数据趋势,还可以保证预测精度,其预测精度高于ARMA算法。混沌局域预测法能够对确定性的非线性数据进行数据预测,减少了数据通信。从而降低了能量消耗,提升了整个无线网络的生存周期。NARX神经网络可以对所有特性的数据进行预测,其计算简单,无需进行相空间重构,节省了存储空间,具有广泛的应用范围。
【关键词】：数据融合 无线传感器网络 预测 混沌算法 自回归网络
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9;TP202
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 无线传感器网络简介10-11
• 1.3 数据融合技术研究历史11-12
• 1.4 本论文的研究内容和意义12-13
• 1.5 本章小结13-14
• 第2章 WSN技术及数据融合技术14-26
• 2.1 无线传感器网络简介14-17
• 2.2 数据融合技术简介17-22
• 2.3 基于预测的数据融合算法22-24
• 2.4 基于预测的数据融合过程24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 基因表达式编程26-41
• 3.1 GEP算法介绍26-32
• 3.1.1 开放读码框架27-30
• 3.1.2 GEP中的基因30-32
• 3.2 适应度函数的选择与评估32-33
• 3.3 时序预测算法的基本原理33-35
• 3.3.1 GEP算法在时序预测中的应用33
• 3.3.2 ARMA算法在时序预测中的应用33-35
• 3.4 实验仿真35-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 混沌预测算法41-57
• 4.1 混沌理论介绍41-49
• 4.1.1 混沌理论的发展41-42
• 4.1.2 动力系统的基本概念42-47
• 4.1.3 混沌与分形理论典型图像47-49
• 4.2 混沌辨识方法49-52
• 4.2.1 功率谱方法49-50
• 4.2.2 主成分分析50-51
• 4.2.3 最大Lyapunov指数法51
• 4.2.4 混沌辨识仿真51-52
• 4.3 混沌预测算法简介52-54
• 4.4 数据融合算法流程54-55
• 4.5 数据仿真实验55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第5章 NARX神经网络算法57-75
• 5.1 神经网络简介57-58
• 5.2 BP算法介绍58-67
• 5.2.1 BP网络结构58-60
• 5.2.2 BP网络学习算法60-65
• 5.2.3 神经网络预测65-66
• 5.2.4 BP神经网络预测的缺陷66-67
• 5.3 非线性自回归神经网络67-69
• 5.3.1 NARX网络模型68
• 5.3.2 NARX网络数据融合步骤68-69
• 5.4 基于NARX网络仿真实验69-74
• 5.4.1 NARX网络延迟参数取值实验69-73
• 5.4.2 神经网络数据融合实验73-74
• 5.5 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果82-83
• 致谢83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周红晓,蔡俊,任德官;一种优化多层前馈神经网络中隐节点数的算法[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2002年03期

  本文关键词：基于预测模型的无线传感器网络数据融合研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：362912