分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法技术

本发明专利技术涉及无线传感网络态势数据融合领域，具体涉及分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，事件融合中心接收各关联传感节点检测到的事件发生状态，然后确认该事件是否发生，并调整关联传感节点可信度；融合中心对各关联传感节点检测到的事件数据进行融合处理；基站接收各个融合中心的融合值，进行第二次融合得到二次融合数值，检测融合中心一致性，发布最终融合数据结果；本发明专利技术历经事件检测、态势数据融合以及一致性检测，依据传感节点可信度分配融合权重，并考虑历史可信度、时间相关度与数据相关度，能有效遏制隐瞒谎报，降低错误检测概率，改善异常传感节点数占有比重大时的网络性能，让融合数值更贴近真实值，提升数据准确性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感网络态势数据融合领域，具体涉及分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法。
技术介绍
随着人类对生存自然界态势感知需求的增加，在环境监测、智能家居、车载网络、人体健康、石油探测方面大数据信息的集成与融合感知受到关注与重视。未来物联传感网络因覆盖范围广、网络流量急增、数据量大、网络资源之间交互频繁，融合态势信息，需要态势数据融合方法来进行评估与管理。态势感知(如安全态势)是以数据融合为中心，因而态势感知依赖于数据融合。受能源与存储量限制的P2P、MANETs、Ad hoc等类型的传感网络参与融合，注定了网络具有开放性、脆弱性及动态变化等特性，这为敌手俘获并操纵传感节点创造了条件，形成传感器网络不可回避的安全问题，即网络俘获攻击。网络俘获攻击可分两类：承载信息在点到点的传输过程中被俘获；数据信息到达传感节点后因传感节点被俘获而被窜改。加密技术解决信息在传输过程中被俘获的问题，基于信任的数据融合主要考虑传感节点被俘获后如何处理信息。敌手俘获传感节点意图引起融合数值偏离，主要有三种手段：窜改终端数据来误导上层中心；直接伪造或窜改中心融合的数值；隐瞒传感节点实际值。研究基于信任的态势数据融合，主要是研究如何让系统在俘获攻击存在的网络环境下，仍能适应时间与环境的动态变化，保障融合数据来源的准确性与可靠性，进而实施数据融合，从而保障最终所得融合数据的准确性与可靠性，让最终融合数值与数据真实值的偏离程度尽可能的缩小，不至于引起方法决策者的误判或者错误决策，乃至引起资产与人力的浪费与损耗。现有技术态势数据融合方法，如2014年5月14日公开号为CN103795529A的中国专利技术专利《基于密钥向量的无线传感器网络数据安全融合方法》，其主要考虑以加密的方式提高数据融合安全性，没有考虑具体如何实现数据融合。而现有大量论文与方法，以求和、最值作为融合参考依据，融合权值固定，较少考虑历史可信度、时间相关性和数据相关性，缺少对数据的预处理与有效筛选，并没有对已检测出的恶意传感节点采取对应的策略。例如，在数据融合过程中，对于传感节点被俘获的问题，大多文献只考虑终端传感节点被俘获，但实际上中心也可被俘获，而且检测出恶意传感节点后，未对恶意传感节点采取决策或者做后续处理。以求和、最值作为融合参考依据，且由于缺乏历史可信度和数据相关性的考虑，虽然能剔除部分恶意传感节点值，但恶意传感节点故意以特小或特大数值参与融合，导致基准平均值的偏离，最终会造成融合数值的偏离，降低数据的准确性。诸类方法针对恶意方式为可预知的情况，普遍以求和、最值作为融合参考依据，这为网络攻击者提供了便利条件，且固定的融合权值，不能适应动态变化的网络数据，最终易造成融合数值与真实值的偏离，也让系统的稳定性受到影响。现有技术缺少专门对检测融合中心可靠性的一致性检测规则，因而也降低了数据的可靠性。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术针对现有基于信任的态势数据融合技术，提出了分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法。本专利技术分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，包括：101、确定事件的关联传感节点；102、确定该事件的融合中心；103、该事件的融合中心接收各关联传感节点检测到的事件发生状态，然后确认该事件是否发生，并调整关联传感节点可信度；104、该事件的融合中心对各关联传感节点检测到的事件数据进行融合处理，即首先对各关联传感节点数据进行预处理，然后进行第一次融合，得到融合中心的融合数值，并发送给基站。105、基站接收各个融合中心的融合值，进行第二次融合，得到二次融合数值，检测融合中心一致性，发布最终融合数据结果。本专利技术先后历经事件检测、态势数据融合以及一致性检测，依据传感节点可信度分配融合权重，并考虑历史可信度、时间相关度与数据相关度，能有效遏制隐瞒谎报，降低错误检测概率，改善异常传感节点数占有比重大时的网络性能，并让融合的数值更贴近真实值，提升数据准确性与可靠性。附图说明图1系统规划组网模型图；图2是本专利技术分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法优选实施例流程示意图；图3是本专利技术分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法步骤103优选实施例具体实现流程示意图；图4是本专利技术分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法步骤104优选实施例具体实现流程示意图；图5是本专利技术分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法步骤105优选实施例具体实现流程示意图。图6系统在有异常情况下的可信度态势对比仿真图具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图与具体的仿真实例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。这些潜在的应用领域可以归纳为：军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。传感网络感知的对象达到某一特定状态，可称作某一事件发生，为便于理解，以下假设传感节点间传送的数据为火灾发生时的温度与烟雾浓度，本专利技术对于其他对象或者其他领域同样适用。图1系统规划网络模型图，用于辅助确定某事件的关联传感节点，进而确定各个检测事件区域的融合中心，乃至确定出融合中心后，怎样接收各传感节点检测到的事件数据，对事件数据进行预处理，然后进行融合，最后得到最终融合值。图1模拟画出两个事件x,y同时发生的场景。每次事件发生后，涵盖在以发生事件为圆心R为半径的圆区域内的传感节点可对事件进行检测。系统中设置了一个基站，每个事件发生后，选择三个节点为数据融合中心，由三个融合中心初次融合数据后，上报融合数据给基站，基站可以与系统内的所有传感节点随时通信。纯黑色节点为异常传感节点，无色节点为正常节点。基于信任的态势数据融合方法，是在网络覆盖范围内，确定某事件的关联传感节点，进而确定各个检测事件区域的融合中心，在确定出融合中心后，将各传感节点检测到的事件数据进行预处理、融合、一致性检测比较，最后得到最终融合值的过程。结合图2下面对本专利技术各个步骤的实施方式进行介绍，包括：101、确定某本文档来自技高网...

【技术保护点】
分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，其特征在于：包括：101、确定事件的关联传感节点；102、确定该事件的融合中心；103、该事件的融合中心接收各关联传感节点检测到的事件发生状态，然后确认该事件是否发生，并调整关联传感节点可信度；104、该事件的融合中心对各关联传感节点检测到的事件数据进行融合处理，即首先对各关联传感节点数据进行预处理，然后进行第一次融合，得到融合中心的融合数值，并发送给基站；105、基站接收各个融合中心的融合值，进行第二次融合，得到二次融合数值，检测融合中心一致性，发布最终融合数据结果。

【技术特征摘要】
1.分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，其特征在于：包括：
101、确定事件的关联传感节点；
102、确定该事件的融合中心；
103、该事件的融合中心接收各关联传感节点检测到的事件发生状态，然后
确认该事件是否发生，并调整关联传感节点可信度；
104、该事件的融合中心对各关联传感节点检测到的事件数据进行融合处
理，即首先对各关联传感节点数据进行预处理，然后进行第一次融合，得到融
合中心的融合数值，并发送给基站；
105、基站接收各个融合中心的融合值，进行第二次融合，得到二次融合数
值，检测融合中心一致性，发布最终融合数据结果。
2.根据权利要求1所述分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，其
特征在于：所述确定某事件的关联传感节点包括确定检测事件的传感节点与该
事件的距离，如果距离在传感节点检测范围R内，则将此传感节点标记为该事
件的关联传感节，所述距离为传感节点与该事件的位置两点之间的欧式距离。
3.根据权利要求1所述分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，其
特征在于：所述确定该事件的融合中心为以下任一方式之一
在事件检测范围内，寻找距离基站最近的三个传感节点作为该事件的融合
中心；或者
在事件检测范围内，寻找检测事件信号最强的三个传感节点作为该事件的
融合中心；或者
建网时则确定并分配好网络覆盖范围内的融合中心。
4.根据权利要求1所述分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，
其特征在于：步骤103所述确认该事件是否发生包括：融合中心对该事件的关
联传感节点进行可信度筛选，再根据多数可信的关联传感节点的一致数据报告，
来确认传感节点所报告事件实际上发生与否。
5.根据权利要求4所述分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，
其特征在于：所述多数可信的关联传感节点的一致数据报告为最可信多数规则，
即
其中，i∈N′,e∈E′，E′＝[e1,e2...,ew′]为可能已发生的事件集，
为对应的可能关联的传感节点集，N′e为对应于事件e的可
能关联传感节点的数目；δie表示关联传感节点i检测到事件e是否发生的状态；
θie∈[0,1]表示对当前事件e关联传感节点i的可信度；如果evente＝1表示系统检
测到事件发生，否则evente＝0系统认为事件没有发生。
6.根据权利要求4所述分布式传感网络基于信任的态势数据融合方法，
其特征在于：所述多数可信的关联传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方伟，聂益芳，刘帆，郑波，邓武，孙随，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85