由于大多數無線傳感器網絡應用都是由大量傳感器節點構成的，共同完成信息收集、目標監視和感知環境的任務。因此，在信息采集的過程中，采用各個節點單獨傳輸數據到匯聚節點的方法顯然是不合適的。因為網絡存在大量冗余信息，這樣會浪費大量的通信帶寬和寶貴的能量資源。此外，還會降低信息的收集效率，影響信息采集的及時性。

　　為避免上述問題，人們采用了一種稱為數據融合（或稱為數據匯聚）的技術。所謂數據融合是指將多份數據或信息進行處理，組合出更高效、更符合用戶需求的數據的過程。在大多數無線傳感器網絡應用當中，許多時候只關心監測結果，并不需要收到大量原始數據，數據融合是處理該類問題的有效手段。

　　1．數據融合技術的產生背景來自于數據融合的幾個重要作用

　　（1）節省能量

　　由于部署無線傳感器網絡時，考慮了整個網絡的可靠性和監測信息的準確性（即保證一定的精度），需要進行節點的冗余配置。在這種冗余配置的情況下，監測區域周圍的節點采集和報告的數據會非常接近或相似，即數據的冗余程度較高。如果把這些數據都發給匯聚節點，在已經滿足數據精度的前提下，除了使網絡消耗更多的能量外，匯聚節點并不能獲得更多的信息。而采用數據融合技術，就能夠保證在向匯聚節點發送數據之前，處理掉大量冗余的數據信息，從而節省了網內節點的能量資源。

　　（2）獲取更準確的信息

　　由于環境的影響，來自傳感器節點的數據存在著較高的不可靠性。通過對監測同一區域的傳感器節點采集的數據進行綜合，有效地提高獲取信息的精度和可信度。

　　（3）提高數據收集效率

　　網內進行數據融合，減少網絡數據傳輸量，降低傳輸擁塞，降低數據傳輸延遲，減少傳輸數據沖突碰撞現象，可在一定程度上提高網絡收集數據的效率。數據融合技術可以從不同角度進行分類，主要的依據是三種：融合前后數據信息含量、數據融合與應用層數據語義的關系以及融合操作的級別。

　　2，根據融合前后數據信息含量劃分為無損融合和有損融合

　　前者在數據融合過程中，所有細節信息均被保留，只去除冗余的部分信息。后者通常會省略一些細節信息或降低數據的質量。

　　3．根據數據融合與應用層數據語義的關系劃分為依賴于應用的數據融合、獨立于應用的數據融合以及兩種結合的融合技術

　　依賴于應用的數據融合可以獲得較大的數據壓縮，但跨層語義理解給協議棧的實現帶來了較大的難度。獨立于應用的數據融合可以保持協議棧的獨立性，但數據融合效率較低。以上兩種技術的融合可以得到更加符合實際應用需求的融合效果。

　　4．根據融合操作的級別劃分為數據級融合、特征級融合以及決策級融合

　　數據級融合是指通過傳感器采集的數據融合，是最底層的融合，通常僅依賴于傳感器的類型。特征級融合是指通過一些特征提取手段，將數據表示為一系列的特征向量，從而反映事物的屬性，是面向監測對象的融合。決策級融合是根據應用需求進行較高級的決策，是最高級的融合。

　　5. 無線傳感器網絡的數據融合技術可以結合網絡的各個協議層來進行

　　在應用層，可通過分布式數據庫技術，對采集的數據進行初步篩選，達到融合效果；在網絡層，可以結合路由協議，減少數據的傳輸量；在數據鏈路層，可以結合mac，減少mac層的發送沖突和頭部開銷，達到節省能量目的的同時，還不失去信息的完整性。無線傳感器網絡的數據融合技術只有面向應用需求的設計，才會真正得到廣泛的應用。

　　（1）應用層和網絡層的數據融合

　　無線傳感器網絡通常具有以數據為中心的特點，因此應用層的數據融合需要考慮以下因素：無線傳感器網絡能夠實現多任務請求，應用層應當提供方便和靈活的查詢提交手段；應用層應當為用戶提供一個屏蔽底層操作的用戶接口，用戶使用時無須改變原來的操作習慣，也不必關心數據是如何采集上來的；由于節點通信代價高于節點本地計算的代價，應用層的數據形式應當有利于網內的計算處理，減少通信的數據量和減小能耗。

　　從網絡層來看，數據融合通常和路由的方式有關，例如以地址為中心的路由方式（最短路徑轉發路由），路由并不需要考慮數據的融合。然而，以數據為中心的路由方式，源節點并不是各自尋找最短路徑路由數據，而是需要在中間節點進行數據融合，然后再繼續轉發數據。如圖1所示，這里給出了兩種不同的路由方式的對比。網絡層的數據融合的關鍵就是數據融合樹（aggregatton tree）的構造。在無線傳感器網絡中，基站或匯聚節點收集數據時是通過反向組播樹的形式從分散的傳感器節點將數據逐步匯聚起來的。當各個傳感器節點監測到突發事件時，傳輸

　　圖1 以地址為中心的路由與以數據為中心的路由的區別

　　數據