学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无线传感器网络中基于时空相关性的采样机制研究

作　者: 陈天笑
导　师: 周四望
学　校: 湖南大学
专　业: 软件工程
关键词: 无线传感器网络事件监测采样机制线性回归
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 96次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

低网络能耗是无线传感器网络设计和研究的一个关键点。由于传感器节点在监测区域内的大量部署,使得各节点采集的数据之间具有很高的时空相关性,因此呈现出较高的数据冗余度。本文基于传感数据的时空相关性来研究采样机制,目标是抑制冗余数据的传输,节省网络能量。主要工作包括如下三个方面:一、从时空相关性的角度综述了无线传感器网络采样机制的国内外研究现状,并对采样机制进行了分类,将现有采样机制分为:基于集中式方法的采样机制和基于纵向数据对比方法的采样机制。二、由于环境噪声、自身硬件故障和能量枯竭等原因,传感器网络产生了大量的异常数据,这些异常数据会严重影响到监测结果的准确性。针对这些问题,提出了一种基于时空相关性的异常事件监测采样机制,通过传感数据间存在的时空相关性来剔除由于节点错误引起的异常数据;采用多个小组轮班采样的方式,因而能在保证监测性能的前提下节约能量;在异常判断过程中,通过加大采样频率,来缩短判断时间,最大限度地满足用户的时效性需求。三、针对采样数据呈现出一定周期性的应用环境,本文提出一种基于一元线性回归模型并自主划分时段的自适应采样机制,在采样周期内根据数据波动的情况自主划分时段,同时为各个时段分配相应的采样频率。模拟实验表明,对存在一定周期性的环境监测数据,该机制能进一步利用传感器数据的时间相关性使网络能量得到合理利用,并能较准确地捕捉数据的变化情况。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-11
第1章绪论  11-14
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 研究内容  12-13
  1.3 论文结构  13-14
第2章无线传感器网络概述  14-23
  2.1 传感器网络结构  14-15
  2.2 传感器节点结构  15-16
  2.3 传感器网络应用前景  16-18
    2.3.1 军事应用  16
    2.3.2 空间探索  16
    2.3.3 反恐应用  16
    2.3.4 防爆应用  16-17
    2.3.5 灾难救援  17
    2.3.6 环境科学  17
    2.3.7 医疗保健  17
    2.3.8 智能家居  17
    2.3.9 工业自动化  17-18
    2.3.10 商业应用  18
  2.4 传感器网络研究现状  18-19
  2.5 无线传感器网络面临的挑战  19-21
    2.5.1 低能耗  19-20
    2.5.2 低成本  20
    2.5.3 通用性  20
    2.5.4 网络拓扑  20
    2.5.5 安全性  20-21
    2.5.6 时效性  21
    2.5.7 智能性  21
  2.6 小结  21-23
第3章时空相关性和传感器网络采样机制的研究现状  23-31
  3.1 引言  23
  3.2 WSN 中时空相关性的理论框架  23-25
  3.3 基于时间相关性的采样机制  25-26
  3.4 基于空间相关性的采样机制  26-28
  3.5 小结  28-31
第4章基于时空相关性的异常事件采样机制  31-51
  4.1 引言  31-32
  4.2 相关概念定义  32-34
  4.3 时空相关异常事件采样机制  34-36
    4.3.1 时空相关判断流程  34-35
    4.3.2 时空相关模型结构  35-36
  4.4 时间相关判断  36-39
  4.5 基于协作组的空间相关判断  39-47
    4.5.1 空间相关判断流程  39
    4.5.2 协作组的划分  39-43
    4.5.3 协作组的轮循  43-47
  4.6 实验测试及结果  47-50
    4.6.1 实验1  48-49
    4.6.2 实验2  49-50
  4.7 小结  50-51
第5章自主划分时段的预测采样机制  51-60
  5.1 引言  51
  5.2 应用领域描述  51-52
  5.3 基于线性回归模型的自主划分时段采样  52-56
    5.3.1 一元线性回归模型  52-54
    5.3.2 自主划分时段的采样机制  54-56
  5.4 实验测试与结果  56-59
    5.4.1 实验数据来源及性能指标  56
    5.4.2 实验结果分析  56-59
  5.5 小结  59-60
总结与展望  60-61
参考文献  61-64
附录A 攻读硕士学位期间发表论文目录  64-65
致谢  65

无线传感器网络中基于时空相关性的采样机制研究

内容摘要

全文目录

相似论文