發(fā)布時間：2017-09-24 12:18

  本文關鍵詞：基于無線傳感網絡的數(shù)據存儲技術研究

  更多相關文章： 無線傳感器網絡 數(shù)據存儲 負載均衡 能量高效

【摘要】：無線傳感器網絡的主要任務是在用戶需要的時候及時地提供準確、有價值的環(huán)境信息。無線傳感器網絡是一個以數(shù)據為中心的網絡,相比其硬件設備和應用場景的部署,用戶更關注的是網絡如何有效地傳輸和存儲傳感節(jié)點所采集的監(jiān)測數(shù)據,從而確保后期訪問的高效、可靠和及時。因此,無線傳感網絡中的數(shù)據存儲是一個不可或缺的研究領域。根據存儲策略的差異,現(xiàn)有的無線傳感網絡數(shù)據存儲方式主要分為外部存儲、本地存儲和以數(shù)據為中心的存儲。其中以數(shù)據為中心的存儲方式是當前無線傳感網絡數(shù)據存儲研究中的熱點,本文也將針對該存儲方式展開研究。現(xiàn)有的以數(shù)據為中心的存儲方式對于節(jié)點的分布情況過于理想化,使得其與實際的節(jié)點分布差異過大,不能較好的模擬實際分布情況,從而引起了節(jié)點存儲負載和能量消耗的不平衡問題。本文針對這個問題,提出一種基于非均勻分布的數(shù)據存儲路由算法,使事件數(shù)據能根據節(jié)點的分布情況在網絡內均勻的存儲。該算法的主要思想是:根據網絡中節(jié)點的分布情況進行分布估計,并通過哈希函數(shù)和排斥法來分散感知的數(shù)據。通過在路由上增加排斥法來避免使用重復的路由路徑,從而分散節(jié)點的路由能量消耗。同時利用本地存儲方式中空間距離代表其數(shù)據相似程度的優(yōu)點,建立搜索方案。該算法使數(shù)據在網絡內的存儲分布和路由能量消耗更加均勻,并提供了高效的搜索服務,進而提高了網絡的生存服務時間。本文還研究了數(shù)據存儲中存儲空間的浪費問題。在無線傳感器網絡中,節(jié)點可能會產生周期數(shù)據,如果這些數(shù)據不被及時處理,會造成節(jié)點存儲空間滿載或數(shù)據丟失,甚至會引起節(jié)點路由冗余數(shù)據的能量消耗。本文針對本地存儲方式中的數(shù)據冗余問題,提出一種基于布隆過濾器(Bloom Filter)的數(shù)據存儲算法,此算法主要通過減少冗余數(shù)據來提供能量高效的存儲。該算法在允許一定錯誤的情況下使用布隆過濾器來處理冗余的數(shù)據,減少了數(shù)據的路由消耗和存儲空間的浪費。同時也根據位數(shù)組表來建立相似性搜索,并提供及時的查詢回復。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 數(shù)據存儲 負載均衡 能量高效
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5;TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 研究背景及意義8-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.2 國內研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 無線傳感網絡數(shù)據存儲的發(fā)展趨勢18
• 1.3 本文的研究內容和目標18-19
• 1.4 本文組織結構19-20
• 2 基于非均勻分布的存儲路由算法20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 節(jié)點分布估計20-21
• 2.2.1 節(jié)點編址21
• 2.3 數(shù)據的存儲及路由過程21-24
• 2.3.1 存儲位置的確定21-22
• 2.3.2 數(shù)據的路由存儲22-24
• 2.4 數(shù)據的查詢過程24-26
• 2.4.1 范圍查詢24-25
• 2.4.2 相似性搜索25-26
• 2.4.3 錯誤容忍26
• 2.5 仿真分析26-32
• 2.5.1 仿真設置26-27
• 2.5.2 數(shù)據映射到簇的誤差27-28
• 2.5.3 查詢效率28-30
• 2.5.4 數(shù)據損失率30
• 2.5.5 網絡壽命30-32
• 2.6 本章小結32-34
• 3 基于BF的存儲路由算法34-42
• 3.1 引言34
• 3.2 算法原理34-35
• 3.2.1 布隆過濾器的介紹34-35
• 3.2.2 傳感器節(jié)點的設置35
• 3.3 數(shù)據的存儲及路由過程35-38
• 3.3.1 預處理及存儲35-36
• 3.3.2 查詢路由過程36-38
• 3.4 仿真分析38-40
• 3.4.1 仿真設置38-39
• 3.4.2 存儲空間利用率39
• 3.4.3 網絡壽命39-40
• 3.5 本章小結40-42
• 4 總結展望42-44
• 4.1 全文總結42
• 4.2 創(chuàng)新點42
• 4.3 研究展望42-44
• 參考文獻44-48
• 致謝48-50
• 附錄 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果50

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