14、无线传感器网络（WSNs）的事件触发分布式融合估计

无线传感器网络（WSNs）的事件触发分布式融合估计

1. 引言

无线传感器网络（WSNs）存在网络资源和带宽有限的问题，为减少不必要的浪费，设计更优的系统通信机制十分必要。事件触发机制能在一定程度上节省网络带宽、降低传感器和状态估计器的能耗，因为它依据预设的事件触发约束来决定是否传输信息。事件触发采样/传输策略的优化设计已成为国内外研究热点。

早期的研究提出了多种事件触发策略：
- 20世纪80年代初，Ho等人提出离散系统的事件触发采样策略。
- 1999年，Åström和Bernhardsson对比了一阶随机系统的周期采样和基于事件的采样。
- Årzén等人提出基于偏差信号的可变采样事件触发系统并应用于水箱液位控制。
- Han和Wu等人基于残差触发条件推导了事件触发状态估计器。
- 还有基于“发送增量（SOD）”触发策略的状态估计、基于事件通信机制的离散时变系统分布式滤波等研究。

然而，上述事件触发策略虽有效，但无法直接给出实际通信速率。

在WSNs中，数据融合可采用集中式或分布式融合架构。集中式融合因WSNs中传感器数量多，计算量大且中心节点易失效，不适用于WSNs。分布式融合架构优势明显，每个传感器兼具传感和计算能力，可作为融合中心，且具有更高的鲁棒性和更低的通信负担。已有的分布式事件触发算法包括基于估计误差协方差和基于残差的触发条件设计等。

现有的事件触发传输/采样策略可分为以下几类：
|策略类型|特点|
| ---- | ---- |
|基于观测值触发（包括SOD或基于测量的触发（MBT））|仅基于测量值，更高效|
|基于估计误差协方差|