一种基于LEACH协议高效节能的数据融合算法.pdf

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1、148传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第6期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)06--0148-03一种基于LEACH协议高效节能的数据融合算法魏玉宏，田杰，孔韦韦(武警工程大学军事通信学重点实验室，陕西西安710086)摘要：针对无线传感器网络LEACH协议中簇首节点传输数据的冗余，使通信量过大，导致整个网络寿命短的问题，考虑到不同属性数据存在线性相关性，通过引入云理论和最小二乘的思想，提出了一种云加权一最小二乘(CW．LS)数据融合算法。仿真结

2、果和分析表明：该算法能够消除冗余信息，使数据更加准确，减少了数据传输量，从而有效地延长了网络寿命。关键词：无线传感器网络；LEACH协议；云理论；最小二乘法中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000--9787(2015)06-0148-03Ahigh—eficientandenergy—savingdatafusionalgorithmbasedonLEACHprotocolWEIYu—hong，TIANJie，KONGWei—wei(KeyLaboratoryofMilitaryCommunication，EngineeringUn

3、iversityofCAPF，Xi’all710086．China)Abstract：AimingatproblemofredundancyofdatatransmittedbyclusterheadnodesinLEACHprotocolinwirelesssensornetworks(WSNs)。whichresultsintoomuchtraficandshortentirenetworklife，consideringdatasofdifferentpropertieshavelinearcorrelation，byintroducingt

4、hecloudtheoryandtheideaofleastsquares，akindofcloudweighted—leastsquares(CW—us)datafusionalgorithmisputforward．Simulationresultsandanalysisshowthatthealgorithmcaneliminateredundantinformation，whichmakethedatamoreaccurate，reduceamountofdatatransmission，andprolongnetworklifeeffec

5、tively．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；LEACHprotocol；cloudtheory；leastsquaremethod0引言理论和最小二乘的思想，提出了一种云加权一最小二乘随着计算机技术和无线通信技术的飞速发展，无线传(cloudweighted—leastsquares，CW—us)数据融合算法，该算感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)的研究越来越广法有效地解决了这些问题。泛。有效的、不可再生的供给能量是制约WSNs发展的重1CW-LS数据融合算法要的因素。实

6、验证明，传感器传输1bit信息所需要的能量1．1数据预处理足以执行3000条计算指令j。因此，在不影响WSNs的服由于受环境影响或者传感器自身原因可能导致采集的务质量的情况下，尽量减少通信能耗是延长网络生存时间数据有误差，因此，要在簇首对数据进行一定的预处理，本的有效手段。文采用阈值的方法对数据进行预处理。LEACH(1owenergyadaptiveclusteringhierarchy，假设某个簇的簇内节点在同一时刻采集到一组数据LEACH)是一种典型的WSNs分层次式协议体系。近年来，研究人员从通信能耗角度分析了LEACH协议中簇首节点l，2

7、，⋯，，令存在的不足，提出了多种加权融合算法。文献[3]的静态i1Xi·(1)平均加权法抗干扰能力相对较差，会丢失很多有效数据。文献[4]的最优方差自适应加权法的权值求取过程相对较设定一个阈值or，若满足—l≤，则认为数据有繁琐，而且不能够得到特别可靠的数据。本文通过引入云效；否则，为无效，需要剔除。收稿日期：2014_09_29基金项目：国家自然科学基金资助项目(61309008，61309022)第6期魏玉宏，等：一种基于LEACH协议高效节能的数据融合算法1491．2CW融合算法零，得到如下方程假设有n个节点参与，可用F(，X2，⋯，)表示，

8、而每f告[y一(+6)]一荟(y一(+6)个数据对最终结果的影响用权值W表示，融合结果用y表示JI杀骞[Yi-(+6)一2