數(shù)據(jù)融合和管理技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的核心技術(shù)，也是物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)技術(shù)體系的重要組成部分，它們?yōu)榇龠M(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用起到了關(guān)鍵作用。由于受到網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性、感知節(jié)點(diǎn)的能源有限性、數(shù)據(jù)的時(shí)間敏感性等諸多因素的影響，人類(lèi)在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合及管理技術(shù)方面遇到了越來(lái)越多的難題，這也成為了阻礙物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的難題之一。因此，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合及管理技術(shù)的探討一直是國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)研究的課題。

　　物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合及管理技術(shù)包括兩個(gè)方面，分別是數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)管理，它們的定義和原理分別是：

　?。?）數(shù)據(jù)融合技術(shù)

　　數(shù)據(jù)融合技術(shù)涉及的范圍較廣，研究的內(nèi)容較多，且自創(chuàng)始以來(lái)，應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，其內(nèi)容的廣泛性和形式的多樣性使得它很難有一個(gè)完整的定義。目前，人們對(duì)數(shù)據(jù)融合所做的較為簡(jiǎn)單的定義是“利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)時(shí)序獲得的若干感知數(shù)據(jù)，在一定準(zhǔn)則下加以分析、綜合，以完成所需決策和評(píng)估任務(wù)而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理過(guò)程”。

　　數(shù)據(jù)融合技術(shù)具有以下三種含義：

　　第一，所融合的數(shù)據(jù)覆蓋了全頻段，具有全空間性。也就是說(shuō)，它所包含的數(shù)據(jù)既是多維度的，又是多源頭的，可以是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或非數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，也可以是確定數(shù)據(jù)或模糊數(shù)據(jù)，還可以是全空間數(shù)據(jù)或子空間數(shù)據(jù)。

　　第二，數(shù)據(jù)具有互補(bǔ)性。就像一群人要共同完成一件事情一樣，他們需要分工和互補(bǔ)才能將一件事做好。同樣，通過(guò)完成相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)完成一項(xiàng)功能或應(yīng)用，也需要數(shù)據(jù)之間具有這種相關(guān)性和互補(bǔ)性。這種互補(bǔ)性呈現(xiàn)在多種方面，可以是機(jī)構(gòu)上的互補(bǔ)，也可以是層次上的互補(bǔ)，還可以是表達(dá)方式上的互補(bǔ)。

　　第三，數(shù)據(jù)融合區(qū)別于數(shù)據(jù)組合。這是因?yàn)?，?shù)據(jù)融合要求，融合的數(shù)據(jù)之間具有內(nèi)部的特性，而這與數(shù)據(jù)組合的外部特性不符。

　　數(shù)據(jù)融合其實(shí)就是將多維度的數(shù)據(jù)先進(jìn)行系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，然后再做綜合分析，最后融合成需要的數(shù)據(jù)資源。在這個(gè)過(guò)程中，融合的模式具有多樣性，處理的算法具有廣泛性，融合的目的是在已有數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，提取可用知識(shí)，從而為物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，數(shù)據(jù)融合需要數(shù)據(jù)的配對(duì)和識(shí)別。因此，在研究數(shù)據(jù)融合時(shí)要解決以下多種問(wèn)題，比如虛假數(shù)據(jù)的識(shí)別、不一致數(shù)據(jù)的對(duì)準(zhǔn)、估計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的類(lèi)型、感知數(shù)據(jù)的不確定性等。

　　數(shù)據(jù)融合的處理過(guò)程具有多層次、多方位的特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)融合的過(guò)程中，要對(duì)具有廣泛來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、相關(guān)、綜合以及評(píng)估。數(shù)據(jù)融合可以分成三個(gè)層次：數(shù)據(jù)級(jí)融合、特征級(jí)融合、決策級(jí)融合。

　?、贁?shù)據(jù)級(jí)融合

　　數(shù)據(jù)級(jí)融合屬于最低層級(jí)的數(shù)據(jù)融合方式，利用這種方式融合的數(shù)據(jù)一般是同等量級(jí)的傳感器所采集的原始數(shù)據(jù)。將這些同等量級(jí)的傳感器數(shù)據(jù)融合后，就可以將多個(gè)傳感器所采集的同類(lèi)信息進(jìn)行歸類(lèi)和打包處理，這樣一來(lái)，多個(gè)同等量級(jí)的傳感器和單個(gè)傳感器的識(shí)別和處理過(guò)程就會(huì)相同。

　?、谔卣骷?jí)融

　　特征級(jí)融合屬于中間層級(jí)的數(shù)據(jù)融合方式，這一層級(jí)所處理的數(shù)據(jù)一般是提取后具有明顯特征的數(shù)據(jù)。通過(guò)特征級(jí)融合，這些數(shù)據(jù)將會(huì)被大幅壓縮，這樣做一方面可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，另一方面便于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)利用。特征級(jí)融合過(guò)的數(shù)據(jù)通?？梢宰鳛闆Q策分析的特征信息。

　?、蹧Q策級(jí)融合

　　決策級(jí)融合屬于最高層級(jí)的數(shù)據(jù)融合方式，這一層級(jí)的融合要對(duì)特征信息進(jìn)行進(jìn)一步的融合判斷，進(jìn)而確定應(yīng)用決策，并根據(jù)信息內(nèi)容評(píng)估決策施行后的結(jié)果。

　　除了三級(jí)信息融合外，還有一個(gè)層級(jí)，即第四層級(jí)，這一層級(jí)是根據(jù)預(yù)見(jiàn)的結(jié)果對(duì)決策過(guò)程進(jìn)行反饋控制。第四層級(jí)通常應(yīng)用于具有反饋環(huán)節(jié)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，主要作用是反饋控制或調(diào)整信息。

　　（2）數(shù)據(jù)管理技術(shù)

　　物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，又可以稱(chēng)作分布式動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理技術(shù)。該技術(shù)就是通過(guò)代理節(jié)點(diǎn)收集興趣數(shù)據(jù)，并對(duì)客觀世界的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)以及綜合的管理。數(shù)據(jù)管理中心會(huì)下達(dá)感知任務(wù)，這些感知任務(wù)被下達(dá)給各個(gè)感知節(jié)點(diǎn)之后，感知節(jié)點(diǎn)通過(guò)采集所需數(shù)據(jù)來(lái)完成任務(wù)目標(biāo)。如此一來(lái)，人們不需要了解物聯(lián)網(wǎng)處理數(shù)據(jù)的具體方法，只需要在具體實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)查詢(xún)，就能解決實(shí)際問(wèn)題。數(shù)據(jù)管理一般包括五個(gè)方面，分別是數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢(xún)、數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)操作。具體來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

　　第一，數(shù)據(jù)管埋技術(shù)可以處理感知數(shù)據(jù)的誤差；

　　第二，在傳感網(wǎng)支撐環(huán)境內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；

　　第三，物聯(lián)網(wǎng)信息查詢(xún)和管理策略既要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，又要適應(yīng)最小化能量消耗。

　　現(xiàn)階段，物理網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中比較優(yōu)秀的研究成果有兩個(gè)查詢(xún)系統(tǒng)，一個(gè)是Cougar，另一個(gè)是TinyDB。

　　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)管理技術(shù)依賴(lài)于傳感網(wǎng)絡(luò)，目前，物聯(lián)網(wǎng)針對(duì)傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)有四種類(lèi)型，分別是層次式結(jié)構(gòu)、半分布式結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)以及集中式結(jié)構(gòu)。

　?、賹哟问浇Y(jié)構(gòu)

　　層次式結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于對(duì)數(shù)據(jù)的層次性管理。

　?、诎敕植际浇Y(jié)構(gòu)

　　物聯(lián)網(wǎng)的感知節(jié)點(diǎn)有些具備一定的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，先利用感知節(jié)點(diǎn)對(duì)捕獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始處理，再將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)，可以提高傳輸效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。

　?、鄯植际浇Y(jié)構(gòu)

　　該種結(jié)構(gòu)對(duì)感知節(jié)點(diǎn)的要求較高，需要感知節(jié)點(diǎn)具備較高的數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)計(jì)算能力，并且可以對(duì)數(shù)據(jù)查詢(xún)命令進(jìn)行獨(dú)立的處理等。

　?、芗惺浇Y(jié)構(gòu)

　　這是一種比較簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，感知節(jié)點(diǎn)會(huì)將獲取的數(shù)據(jù)按照某種需要的方式發(fā)送到中心節(jié)點(diǎn)處，然后由中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一處理。這種結(jié)構(gòu)存在較大的弊端，中心節(jié)點(diǎn)的容錯(cuò)性較差，很容易使系統(tǒng)性能達(dá)到瓶頸。

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)針對(duì)傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要以平分布式結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象。在該領(lǐng)域的研究中，典型的研究成果有Cougar系統(tǒng)和Fjord系統(tǒng)。

　　在Cougar系統(tǒng)中，為了避免通信開(kāi)銷(xiāo)過(guò)大，數(shù)據(jù)的查詢(xún)處理需要在傳感網(wǎng)的內(nèi)部開(kāi)展，當(dāng)數(shù)據(jù)與查詢(xún)內(nèi)容相關(guān)時(shí)才需要從傳感網(wǎng)中提取。該系統(tǒng)中的感知節(jié)點(diǎn)一方面要對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，另一方面還要與相鄰感知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，有時(shí)還要協(xié)助其他感知節(jié)點(diǎn)，共同完成查詢(xún)處理的相關(guān)任務(wù)等。

　　Fjord系統(tǒng)是Telegarph的重要組成部分，是一種數(shù)據(jù)流系統(tǒng)，它最大的特點(diǎn)是具有自適應(yīng)性。該系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，一是傳感器代理，二是自適應(yīng)處理引擎。Fjord系統(tǒng)處理查詢(xún)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)流計(jì)算模型，利用該種系統(tǒng)可以根據(jù)計(jì)算環(huán)境的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整查詢(xún)計(jì)劃。