[发明专利]一种物联网中自适应分层跨媒体数据融合方法

说明书

本发明提出了一种物联网中自适应分层跨媒体数据融合方法。本发明的步骤：首先布置网络节点并初始化处理，然后根据各节点到sink节点的逻辑跳数进行分层，再结合聚类算法对分层结果进行修正，将各层中的数据分类，对分类后的数据进行跨媒体融合，将融合后的数据传输至sink节点，最后由sink节点进行综合分析，根据网络周期对网络重新分层。本发明能根据物联网网络拓扑结构的变化自适应分层，提高融合效率，将位置相近且有交叠感知区域的节点分在同一层中进行融合，减少非交叠感知区域中的干扰数据，提高了融合精度和信息采集精度。

技术领域

本发明涉及一种物联网中自适应分层跨媒体数据融合方法，属于无线通信数据收集领域。

背景技术

近年来，互联网技术日趋成熟，新兴的物联网成为信息技术领域的又一次大的飞跃。物联网是通过射频识别、各种传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的通信协议，把各种物品与互联网连接起来，完成信息的交换，从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一整套网络系统。物联网的实现是多种设备协同作用的结果，其中包括：传感器、RFID标签、新型智能网关、智能终端、高性能计算设备和大容量分布式存储设备等。

近年随着传感器技术和无线通信技术的快速发展，无线传感器网络被广泛地应用于物联网中。无线传感器网络是由分布在被监测区域内的传感器节点采集环境信息，通过无线方式组网传输数据给汇聚节点，由汇聚节点进行综合处理的一种监控型网络。其中，传感器节点通常是由能量有限的电池供电，并且部署之后不易再次充电。因此当网络中的某些传感器节点死亡，无线传感器网络的拓扑结构会发生变化。目前很多基于无线传感器网络的节能路由协议已被提出，从网络拓扑结构的角度可以大体将它们分为平面路由协议和分簇路由协议。但是传统传感器网络只是将数据进行融合而没有考虑数据的特征结构，不能进行跨媒体数据融合。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，提出了一种物联网中自适应分层跨媒体数据融合方法。本发明的步骤为：首先布置网络节点并初始化处理，然后根据各节点到sink节点的逻辑跳数进行分层，再结合聚类算法对分层结果进行修正，将各层中的数据分类，对分类后的数据进行跨媒体融合，将融合后的数据传输至sink节点，最后由sink节点进行综合分析，根据网络周期对网络重新分层。其具体步骤包括如下：

步骤一、物联网中网络节点布置与初始化处理；

步骤二、根据路由表计算各传感器节点到sink节点的逻辑跳数；

步骤三、各传感器节点建立到sink节点的最优路径，根据各传感器节点到sink节点的逻辑跳数进行分层，将距sink节点跳数相同的传感器节点归为同一层，总共将传感器节点分为k层；

步骤四、设定初始聚类个数为K₁，其中K₁＝k，聚类目标函数初始值为J⁽⁰⁾＝0.01，初始化聚类迭代次数t＝1，在每层中随机选取一个传感器节点作为初始聚类中心；

步骤五、计算每个传感器节点w_i,i＝1,2,...,n与每个聚类中心c_j,j＝1,2,...,k的相似度s(w_i,c_j)，s(w_i,c_j)＝1/d(w_i,c_j)，其中为传感器节点w_i与聚类中心c_j的距离，分别为传感器节点w_i的横、纵坐标，分别为聚类中心c_j的横、纵坐标；

步骤六、根据步骤五求得的相似度，将传感器节点w_i,i＝1,2,...,n归到与其最相似的聚类中心所属的类，即归到与其相似度最大的聚类中心所属的类；