專利名稱：：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于信息
技術(shù)領(lǐng)域：
的信息融合系統(tǒng)的性能測(cè)試和評(píng)價(jià)的測(cè)試床，特別涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床。
背景技術(shù)：
：多源信息融合是一種多層次、多方面的處理過(guò)程，其包括對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、相關(guān)、組合和估計(jì)，從而提高狀態(tài)和身份估計(jì)精度。它具有系統(tǒng)覆蓋范圍大，探測(cè)性能高，空間分辨率高，可靠性高，生存能力強(qiáng)的特點(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork,WSN)是由一組傳感器以Adhoc方式組成的有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以協(xié)作地感知、收集和處理傳感器網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)給觀察者。在戰(zhàn)場(chǎng)偵察、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生和工業(yè)生產(chǎn)等諸多應(yīng)用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信資源和能量資源有限，如何在網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中節(jié)省能量，最大化網(wǎng)絡(luò)的生命周期，是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)。而采用信息融合技術(shù)，可對(duì)多傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)對(duì)象更好的理解，并能減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量，減少網(wǎng)絡(luò)能源消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息融合是在一個(gè)動(dòng)態(tài)、對(duì)抗的復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行的，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)往往耗資甚巨，基于測(cè)試床的系統(tǒng)評(píng)價(jià)目前是最可行的方法，研究測(cè)試床的目的是使融合系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境下得到評(píng)估。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，信息融合結(jié)果精度的提高勢(shì)必會(huì)以增加傳感器節(jié)點(diǎn)間的通信量為代價(jià)，從而消耗傳感器能量，縮短網(wǎng)絡(luò)生命周期。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，提高融合系統(tǒng)精度和節(jié)省能量是相互矛盾的，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)必須在兩者中間進(jìn)行折衷，這導(dǎo)致了對(duì)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息融合算法做出客觀、全面的評(píng)價(jià)的困難性和復(fù)雜性。國(guó)內(nèi)目前對(duì)多傳感器信息融合系統(tǒng)的測(cè)試和評(píng)估有一定的研究，但都只是針對(duì)融合系統(tǒng)本身而言，其都具有如下特點(diǎn)1.融合系統(tǒng)測(cè)試只是針對(duì)融合系統(tǒng)本身而言，而并沒(méi)有將融合系統(tǒng)放入具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，尤其是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試。2.信息融合評(píng)價(jià)體系通常能從信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能和對(duì)參數(shù)的敏感性三方面來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，但卻不能對(duì)由于信息融合系統(tǒng)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)能量開銷做出評(píng)價(jià)，因而不能滿足無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下信息融合系統(tǒng)的全面評(píng)價(jià)。當(dāng)前對(duì)信息融合效果的客觀測(cè)試和評(píng)價(jià)問(wèn)題一直未得到很好的解決，經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，文中很少涉及對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下信息融合系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)的報(bào)道，因此如何解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，以實(shí)現(xiàn)從信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能、對(duì)參數(shù)的敏感性及能量耗費(fèi)等方面對(duì)信息融合系統(tǒng)評(píng)價(jià)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其包括用于產(chǎn)生包括目標(biāo)身份、屬性及運(yùn)動(dòng)軌跡在內(nèi)的目標(biāo)模擬信息源數(shù)據(jù)的目標(biāo)仿真模塊；用于按照所述目標(biāo)模擬信息源數(shù)據(jù)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)仿真無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊，其包括對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)的傳感信道仿真的傳感信道單元、對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)仿真的傳感器節(jié)點(diǎn)單元、對(duì)無(wú)線信道仿真的無(wú)線信道單元、及對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)仿真的匯聚節(jié)點(diǎn)單元；動(dòng)態(tài)地掛載在所述傳感器節(jié)點(diǎn)單元與匯聚節(jié)點(diǎn)單元，用于將所仿真的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合的信息融合模塊用于對(duì)融合后的結(jié)果采用包括信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能、對(duì)參數(shù)的敏感性及能量耗費(fèi)在內(nèi)的多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并定量評(píng)價(jià)融合算法的性能評(píng)估模塊；用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)和評(píng)估結(jié)果的人機(jī)接口模塊。綜上所述，本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床通過(guò)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)及匯聚節(jié)點(diǎn)融合信息的分析，可實(shí)現(xiàn)從信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能、對(duì)參數(shù)的敏感性及能量耗費(fèi)等方面對(duì)信息融合系統(tǒng)評(píng)價(jià)。圖1為本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的基本架構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的目標(biāo)仿真模塊基本架構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的傳感器節(jié)點(diǎn)單元基本架構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的匯聚節(jié)點(diǎn)單元基本架構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的傳感器節(jié)點(diǎn)信息融合算法測(cè)試流程圖。圖6為本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的匯聚節(jié)點(diǎn)信息融合算法測(cè)試流程圖。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床按照面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想，并在分析確定輸入輸出的基礎(chǔ)上，基于COM組件的軟件架構(gòu)，采用〔++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，提供一個(gè)平臺(tái)獨(dú)立，可擴(kuò)展、可重用的測(cè)試環(huán)境，并按照功能專一的原則劃分WSN信息融合系統(tǒng)測(cè)試床的各個(gè)組件，由此其至少包括目標(biāo)仿真模塊、目標(biāo)真實(shí)情況數(shù)據(jù)庫(kù)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊、信息融合模塊、融合信息數(shù)據(jù)、性能評(píng)估模塊、性能評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)、及人機(jī)接口模塊，通過(guò)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和測(cè)試，然后再將各模塊組合起來(lái)，即構(gòu)成WSN信息融合系統(tǒng)測(cè)試床。由于各模塊可通過(guò)端口收發(fā)數(shù)據(jù)與其他模塊進(jìn)行通信，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)一模塊的端口時(shí)，該模塊立即在一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境下處理數(shù)據(jù)，同時(shí)，所述WSN測(cè)試床提供腳本接口，允許不同的腳本語(yǔ)言(比如Perl,Tcl，Python)集成使用。所述目標(biāo)仿真模塊用于產(chǎn)生包括目標(biāo)身份、屬性及運(yùn)動(dòng)軌跡在內(nèi)的目標(biāo)模擬信息源數(shù)據(jù)，請(qǐng)參見(jiàn)圖2，其包括用于提供目標(biāo)的位置、速度及目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型的目標(biāo)實(shí)體類；用于提供目標(biāo)的基本功能及周期地產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型類；以及第一傳感器物理層類，用于接收所述目標(biāo)實(shí)體類提供的信息，并根據(jù)所述目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型類提供的信息產(chǎn)生目標(biāo)當(dāng)前信息，并將所述目標(biāo)當(dāng)前信息和所接收的激勵(lì)信號(hào)傳送至所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊的傳感信道類(請(qǐng)容后詳述)。所述目標(biāo)真實(shí)情況數(shù)據(jù)庫(kù)與所述目標(biāo)仿真模塊相連接，用于存儲(chǔ)和訪問(wèn)目標(biāo)真實(shí)情況的目標(biāo)真實(shí)情況，如此可便于后續(xù)的査閱等。所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊用于按照所述目標(biāo)模擬信息源數(shù)據(jù)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)仿真無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其包括對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)的傳感信道仿真的傳感信道單元、對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)仿真的傳感器節(jié)點(diǎn)單元、對(duì)無(wú)線信道仿真的無(wú)線信道單元、及對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)仿真的匯聚節(jié)點(diǎn)單元。所述傳感信道單元還包括用于提供無(wú)線傳感網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的位置信息的傳感器節(jié)點(diǎn)位置類、用于根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)位置類提供的節(jié)點(diǎn)位置獲得在感知范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，并將所述傳感器物理層類傳送至的激勵(lì)信號(hào)發(fā)送給相應(yīng)各傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感信道類、及用于提供聲音速度、無(wú)線傳感網(wǎng)內(nèi)的各傳感器節(jié)點(diǎn)及目標(biāo)間距離的函數(shù)關(guān)系的聲音信道類。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，所述傳感器節(jié)點(diǎn)單元包括用于根據(jù)接收的所述傳感信道類傳送至的激勵(lì)信號(hào)、目標(biāo)當(dāng)前信息、及所述聲音信道類提供的所述函數(shù)關(guān)系計(jì)算接收到的激勵(lì)信號(hào)能量的第二傳感器物理層類、用于接收從所述第二傳感器物理層類傳送的激勵(lì)信號(hào)和目標(biāo)信息，并從中提取目標(biāo)的信噪比信息后，再將各信息傳輸?shù)膫鞲衅鲗?shí)體類、接收所述傳感器實(shí)體類傳輸?shù)男畔⒉⑻峁┲了鲂畔⑷诤夏K以進(jìn)行測(cè)試的傳感器應(yīng)用層類、用于提供網(wǎng)絡(luò)層及數(shù)據(jù)鏈路層(MAC層)功能的第一無(wú)線協(xié)議棧類、用于實(shí)現(xiàn)傳感器應(yīng)用層類和第一無(wú)線協(xié)議棧類之間的傳輸層功能的第一無(wú)線實(shí)體類、用于根據(jù)所述第一無(wú)線協(xié)議棧類將所述傳感器應(yīng)用層類接收的各信息打包以發(fā)送給所述無(wú)線信道單元的傳感器數(shù)據(jù)包類，通常，MAC層采用IEEE802.11MAC協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層采用WSN網(wǎng)絡(luò)的基于距離矢量算法的A0DV協(xié)議。再請(qǐng)參見(jiàn)圖4，所述匯聚節(jié)點(diǎn)單元包括用于融合所述無(wú)線信道類傳送至各傳感器節(jié)點(diǎn)的信息的第三傳感器物理層類、用于提供網(wǎng)絡(luò)層及數(shù)據(jù)鏈路層功能以將所述第三傳感器物理層類獲得的信息傳輸?shù)牡诙o(wú)線協(xié)議棧類、用于提供所述信息融合模塊的接口以將所述信息融合模塊掛載到所述接口進(jìn)行測(cè)試的匯聚應(yīng)用層類、用于實(shí)現(xiàn)所述匯聚應(yīng)用層和第二無(wú)線協(xié)議棧之間的傳輸層功能的第二無(wú)線實(shí)體類。所述信息融合模塊動(dòng)態(tài)地掛載在所述傳感器節(jié)點(diǎn)單元與匯聚節(jié)點(diǎn)單元，用于將所仿真的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，其包括用于接收所述傳感器應(yīng)用層類傳送的信息并對(duì)所述信息進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)的目標(biāo)檢測(cè)類、用于對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別的目標(biāo)識(shí)別類、用于接收所述匯聚節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層類傳送至的信息并對(duì)所述信息進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)目標(biāo)識(shí)別的多節(jié)點(diǎn)目標(biāo)識(shí)別融合類、用于將識(shí)別出的多節(jié)點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)的目標(biāo)關(guān)聯(lián)類、及用于跟蹤經(jīng)過(guò)目標(biāo)關(guān)聯(lián)的各目標(biāo)的目標(biāo)跟蹤類。請(qǐng)參見(jiàn)圖5，當(dāng)所述信息融合模塊成功掛載在所述傳感器節(jié)點(diǎn)單元后，其接收由所述傳感器應(yīng)用層類傳送來(lái)的信息，首先對(duì)所述信息進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)以確定所述信息中是否存在目標(biāo)，若不存在目標(biāo)則結(jié)束，若存在目標(biāo)則對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)采用目標(biāo)識(shí)別算法(例如基于功率譜特征的二分類模糊分類器識(shí)別，其可根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)輸出確定的目標(biāo)類型，或者基于小波包特征的二分類模糊分類器識(shí)別，其也可根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)輸出確定的目標(biāo)類型)進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，最后將識(shí)別結(jié)果形成報(bào)告后發(fā)送至無(wú)線信道類，同時(shí)將所述報(bào)告存儲(chǔ)至融合信息數(shù)據(jù)庫(kù)。在請(qǐng)參見(jiàn)圖6，當(dāng)所述信息融合模塊成功掛載在所述匯聚節(jié)點(diǎn)單元后，其接收由所述匯聚應(yīng)用層類傳送來(lái)的信息，首先對(duì)接收的信息采用多節(jié)點(diǎn)識(shí)別融合算法(例如基于小波包特征的二分類模糊分類器，其可根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)輸出目標(biāo)屬于每種類別的置信度被傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)后，由匯聚節(jié)點(diǎn)經(jīng)D-S證據(jù)理論法融合后給出目標(biāo)類型)進(jìn)行識(shí)別，然后再采用目標(biāo)關(guān)聯(lián)算法及目標(biāo)跟蹤算法對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理，最后形成報(bào)告將報(bào)告存儲(chǔ)至融合信息數(shù)據(jù)庫(kù)。所述融合信息數(shù)據(jù)與所述信息融合模塊相連接，用于儲(chǔ)存融合后的信息，即將信息融合模塊形成的各報(bào)告予以存儲(chǔ)。所述性能評(píng)估模塊用于對(duì)融合后的結(jié)果采用包括信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能、對(duì)參數(shù)的敏感性及能量耗費(fèi)在內(nèi)的多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并定量評(píng)價(jià)融合算法，由于信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能和對(duì)參數(shù)的敏感性三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的評(píng)估已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉，故在此不再詳述。由于在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中每一傳感器節(jié)點(diǎn)都具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信及能量供應(yīng)功能,其中，相對(duì)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理而言，數(shù)據(jù)通信消耗能量最多，有研究表明，發(fā)送1比特?cái)?shù)據(jù)到100米遠(yuǎn)的距離所消耗能量可以進(jìn)行3000次運(yùn)算，所以，在測(cè)試融合系統(tǒng)算法消耗能量中，采用作為主要能量消耗的數(shù)據(jù)通信能量消耗作為能量評(píng)價(jià)指標(biāo)，其定量定義如下-第z'個(gè)單傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送一比特消耗的能量為其中，"'是發(fā)送電路消耗的能量，"2為發(fā)送損耗消耗能量，"為兩節(jié)點(diǎn)之間的距離，"為衰減系數(shù)。第z'個(gè)單傳感器節(jié)點(diǎn)接收一比特消耗能量為-￡"="12(2)其中，"'2是接收電路消耗的能量。假設(shè)第z'個(gè)單傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送5位數(shù)據(jù)，接收"2位數(shù)據(jù)，故單傳感器節(jié)點(diǎn)通信能量消耗為五'=("1+C*^")X。+"12Xr2(3)假設(shè)系統(tǒng)共有W個(gè)節(jié)點(diǎn)，則節(jié)點(diǎn)通信總能量消耗為i=1(4)根據(jù)上述說(shuō)明所述性能評(píng)估模塊即可有效估算出系統(tǒng)的能量消耗。所述人機(jī)接口模塊與所述性能評(píng)價(jià)模塊相連接，用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)和評(píng)估結(jié)果。所述性能評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)與所述性能評(píng)估模塊相連接，用于儲(chǔ)存性能評(píng)估后的結(jié)果。當(dāng)所述基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床被啟動(dòng)后，首先由目標(biāo)仿真模塊產(chǎn)生目標(biāo)真實(shí)數(shù)據(jù)并存入到目標(biāo)真實(shí)情況數(shù)據(jù)庫(kù)，目標(biāo)真實(shí)情況數(shù)據(jù)經(jīng)傳感信道單元將數(shù)據(jù)發(fā)送到傳感器節(jié)點(diǎn)單元，傳感器節(jié)點(diǎn)單元接收到數(shù)據(jù)后，經(jīng)傳感器應(yīng)用層類掛載的信息融合模塊進(jìn)行檢測(cè)、識(shí)別、能量計(jì)算等信息處理后，將融合數(shù)據(jù)存入到融合信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)無(wú)線信道類將數(shù)據(jù)發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)單元，匯聚節(jié)點(diǎn)單元對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)單元發(fā)出的本地融合信息進(jìn)行多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)識(shí)別結(jié)果的融合以及目標(biāo)跟蹤，由匯聚節(jié)點(diǎn)單元輸出的融合結(jié)果存入到融合信息數(shù)據(jù)庫(kù)，仿真運(yùn)行結(jié)束后，目性能評(píng)估模塊依據(jù)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)融合信息數(shù)據(jù)庫(kù)和目標(biāo)真實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，給出評(píng)價(jià)結(jié)果，并經(jīng)人機(jī)接口模塊進(jìn)行顯示,實(shí)現(xiàn)WSN體系下信息融合系統(tǒng)的測(cè)試。當(dāng)采用本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的三種目標(biāo)分類算法進(jìn)行測(cè)試，其中，三種目標(biāo)分類算法分別為(1)分類算法l:基于功率譜特征的二分類模糊分類器，傳感器節(jié)點(diǎn)輸出確定的目標(biāo)類型；(2)分類算法2:基于小波包特征的二分類模糊分類器，傳感器節(jié)點(diǎn)輸出確定的目標(biāo)類型；(3)分類算法3:基于小波包特征的二分類模糊分類器，傳感器節(jié)點(diǎn)輸出目標(biāo)屬于每種類別的置信度，傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)，由匯聚節(jié)點(diǎn)經(jīng)D-S證據(jù)理論法融合后給出目標(biāo)類型。當(dāng)采用的測(cè)試條件為傳感器采用震動(dòng)傳感器，共布設(shè)有IO個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，l個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)沿兩平行線依次布設(shè)，橫向間距10m，縱向間距5m，匯聚節(jié)點(diǎn)位于中心位置，目標(biāo)采用重型輪式車模型，在兩行傳感器間行進(jìn)。對(duì)上述三種分類方法在不同噪聲方差環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。其中^"^'"為從目標(biāo)被檢測(cè)到到識(shí)別的時(shí)間。所述基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床的測(cè)試結(jié)果如下表l:表l目標(biāo)分類算法測(cè)試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表1可知，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床為WSN環(huán)境下的信息融合算法提供高保真度的測(cè)試環(huán)境，并從信息準(zhǔn)確度、能量耗費(fèi)、實(shí)時(shí)性，以及對(duì)參數(shù)的敏感性全面、客觀地進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并以定量的方式進(jìn)行反映。綜上所述，本發(fā)明的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床基于COM組件的軟件架構(gòu)，采用C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，其能夠更加全面、客觀地進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下信息融合系統(tǒng)測(cè)試和評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)結(jié)果納入融合規(guī)則的選取和參數(shù)的選取，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有融合算法的改進(jìn)和新的融合算法的研究論證，從而豐富和完善無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下信息融合系統(tǒng)框架。權(quán)利要求1.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于目標(biāo)仿真模塊，用于產(chǎn)生包括目標(biāo)身份、屬性及運(yùn)動(dòng)軌跡在內(nèi)的目標(biāo)模擬信息源數(shù)據(jù)；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊，用于按照所述目標(biāo)模擬信息源數(shù)據(jù)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)仿真無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包括對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)的傳感信道仿真的傳感信道單元、對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)仿真的傳感器節(jié)點(diǎn)單元、對(duì)無(wú)線信道仿真的無(wú)線信道單元、及對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)仿真的匯聚節(jié)點(diǎn)單元；信息融合模塊，動(dòng)態(tài)地掛載在所述傳感器節(jié)點(diǎn)單元與匯聚節(jié)點(diǎn)單元，用于將所仿真的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合；性能評(píng)估模塊，用于對(duì)融合后的結(jié)果采用包括信息準(zhǔn)確度、實(shí)時(shí)性能、對(duì)參數(shù)的敏感性及能量耗費(fèi)在內(nèi)的多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并定量評(píng)價(jià)融合算法；人機(jī)接口模塊，用于顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)和評(píng)估結(jié)果。2.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于所述目標(biāo)仿真模塊包括目標(biāo)實(shí)體類，用于提供目標(biāo)的基本功能及周期地產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)；目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型類，用于提供目標(biāo)的位置、速度及目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型；第一傳感器物理層類，用于接收所述目標(biāo)實(shí)體類提供的信息，并根據(jù)所述目標(biāo)運(yùn)動(dòng)模型類提供的信息產(chǎn)生目標(biāo)當(dāng)前信息，并將所述目標(biāo)當(dāng)前信息和所接收的激勵(lì)信號(hào)傳送至所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊。3.如權(quán)利要求2所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于所述傳感信道單元還包括用于提供無(wú)線傳感網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的位置信息的傳感器節(jié)點(diǎn)位置類、用于根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)位置類提供的節(jié)點(diǎn)位置獲得在感知范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)，并將所述第一傳感器物理層類傳送至的激勵(lì)信號(hào)發(fā)送給相應(yīng)各傳感器節(jié)點(diǎn)的傳感信道類、及用于提供聲音速度、無(wú)線傳感網(wǎng)內(nèi)的各傳感器節(jié)點(diǎn)及目標(biāo)間距離的函數(shù)關(guān)系的聲音信道類。4.如權(quán)利要求3所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于所述傳感器節(jié)點(diǎn)單元包括用于根據(jù)接收的所述傳感信道類傳送至的激勵(lì)信號(hào)、目標(biāo)當(dāng)前信息、及所述聲音信道類提供的所述函數(shù)關(guān)系計(jì)算接收到的激勵(lì)信號(hào)能量的第二傳感器物理層類、用于接收從所述第二傳感器物理層類傳送的激勵(lì)信號(hào)和目標(biāo)信息，并從中提取目標(biāo)的信噪比信息后，再將各信息傳輸?shù)膫鞲衅鲗?shí)體類、接收所述傳感器實(shí)體類傳輸?shù)男畔⒉⑻峁┲了鲂畔⑷诤夏K以進(jìn)行測(cè)試的傳感器應(yīng)用層類、用于提供網(wǎng)絡(luò)層及數(shù)據(jù)鏈路層功能的第一無(wú)線協(xié)議棧類、用于實(shí)現(xiàn)傳感器應(yīng)用層類和第一無(wú)線協(xié)議棧類之間的傳輸層功能的第一無(wú)線實(shí)體類、用于根據(jù)所述第一無(wú)線協(xié)議棧類將所述傳感器應(yīng)用層類接收的各信息打包以發(fā)送給所述無(wú)線信道單元的傳感器數(shù)據(jù)包類。5.如權(quán)利要求4所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于所述匯聚節(jié)點(diǎn)單元包括用于融合所述無(wú)線信道類傳送至各傳感器節(jié)點(diǎn)的信息的第二傳感器物理層類、用于提供網(wǎng)絡(luò)層及數(shù)據(jù)鏈路層功能以將所述第二傳感器物理層類獲得的信息傳輸?shù)牡诙o(wú)線協(xié)議棧類、用于提供所述信息融合模塊的接口以將所述信息融合模塊掛載到所述接口進(jìn)行測(cè)試的匯聚應(yīng)用層類、用于實(shí)現(xiàn)所述匯聚應(yīng)用層和第二無(wú)線協(xié)議棧之間的傳輸層功能的第二無(wú)線實(shí)體類。6.如權(quán)利要求5所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于所述信息融合模塊包括用于接收所述傳感器應(yīng)用層類傳送的信息并對(duì)所述信息進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)的目標(biāo)檢測(cè)類、用于對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別的目標(biāo)識(shí)別類、用于接收所述匯聚節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層類傳送至的信息并對(duì)所述信息進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)目標(biāo)識(shí)別的多節(jié)點(diǎn)目標(biāo)識(shí)別融合類、用于將識(shí)別出的多節(jié)點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)關(guān)聯(lián)的目標(biāo)關(guān)聯(lián)類、及用于跟蹤經(jīng)過(guò)目標(biāo)關(guān)聯(lián)的各目標(biāo)的目標(biāo)跟蹤類。7.如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，其特征在于還包括與所述目標(biāo)仿真模塊相連接用于存儲(chǔ)和訪問(wèn)目標(biāo)真實(shí)情況的目標(biāo)真實(shí)情況數(shù)據(jù)庫(kù)、與所述信息融合模塊相連接用于儲(chǔ)存融合后的信息的融合信息數(shù)據(jù)、與所述性能評(píng)估模塊相連接用于儲(chǔ)存性能評(píng)估后的結(jié)果的性能評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)。全文摘要一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試床，能提供高保真度的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息融合系統(tǒng)性能測(cè)試，其由目標(biāo)仿真模塊、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊、信息融合模塊、性能評(píng)估模塊、人機(jī)接口模塊五個(gè)模塊組成。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模塊提供高保真度的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并在傳感器節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)掛載信息融合模塊，實(shí)現(xiàn)信息融合系統(tǒng)的測(cè)試。信息融合系統(tǒng)在線運(yùn)行結(jié)束后，性能評(píng)估模塊根據(jù)性能評(píng)價(jià)體系，定量計(jì)算各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，經(jīng)人機(jī)接口模塊顯示各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，如此能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息融合算法的性能測(cè)試和評(píng)估。文檔編號(hào)H04L12/28GK101110713SQ20071004560公開日2008年1月23日申請(qǐng)日期2007年9月5日優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日發(fā)明者劉海濤,梁志強(qiáng),強(qiáng)潘,趙俊鈺,魏建明,娜黎申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所