物联网信息融合的重要性

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：在物联网中采用信息融合技术的必要性可归纳为以下几点：1）环境干扰。2）物联网节点性能有限。3）物联网节点失效。部署的传感器节点有可能被捕获或损毁，如战场环境被敌方捕获，火灾时节点损毁等。单个物联网节点集成的传感器种类及个数有限，能够感知的信息类型、感知的范围有限，如果需要得到关于观测环境的综合的信息，则需要综合不同空间位置多个节点的观测信息。

在物联网中采用信息融合技术的必要性可归纳为以下几点：

1）环境干扰。物联网的部署环境复杂多样，如较大温度变化、压强变化、较强电磁噪声干扰或者辐射环境下，传感器的量测可能就不精确，甚至是无用的。

2）物联网节点性能有限。即使环境状况比较理想，由于成本及制作工艺的限制，传感器的感知精度也是有限的。

3）物联网节点失效。部署的传感器节点有可能被捕获或损毁，如战场环境被敌方捕获，火灾时节点损毁等。另外，由于工作消耗能量到一定水平后，传感器节点将无法继续进行信息采集，即使实现采集处理，也无法有效传输。

4）单联网节点获取信息能力有限。单个物联网节点集成的传感器种类及个数有限，能够感知的信息类型、感知的范围有限，如果需要得到关于观测环境的综合的信息，则需要综合不同空间位置多个节点的观测信息。

根据信息源之间的关系，信息融合可以分为互补、冗余和合作三类。互补是指待融合的信息源是观测区域不同部分的量测，通过融合可以得到关于观测区域完整的信息。冗余是指多个信息源提供的是同一条信息，通过融合可以增加相关的信任度。合作是指通过融合多个独立的信息源得到比原始信息更加复杂更能有效表示实际情况的信息。采用数据融合技术融合不同信息源消息的作用主要有：

1）降低网络能耗，延长网络生命周期。无线通信是传感器节点中最耗能源的部分，如果直接传输采集得到的大量的原始数据，势必会快速消耗节点有限的能量资源。通过数据融合，成功地利用节点的本地计算和存储能力处理数据，节点之间仅共享传输融合后的结果，将能去除冗余信息，大大减少传输的数据量，从而有效地节省能量，到达延长网络生命周期的目的。

2）提高信息准确度，完成感知任务。由于传感器节点部署环境一般较为恶劣，且有限的成本决定其有限的性能鲁棒性，因此节点往往具有易失效性；而且由于无线链路的不稳定性，无法保证消息的可靠交付，有可能造成信息丢失，因此需要数据融合技术对多份数据进行综合，通过融合不同空间位置、不同时间点的不同模态的感知量测，利用信息之间的时空相关性及不同模态的信息的互补性等，提高信息的准确度，完成感知任务。

物联网信息融合的重要性

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