發(fā)布時(shí)間：2020-01-31 07:30

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)由許多微型傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，這些節(jié)點(diǎn)被部署在監(jiān)測環(huán)境中，它們協(xié)作感知、采集和處理環(huán)境信息，通過無線通信方式、以多跳形式自組織成局域網(wǎng)，再將處理后的信息傳輸?shù)交?或控制中心)．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)涵蓋了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、智能存儲、無線通信及傳感器感知等多領(lǐng)域技術(shù)，成為網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域前沿．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在環(huán)境惡劣及難達(dá)區(qū)域，節(jié)點(diǎn)多采用不易更換的電池供電，致使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能源有限．這種情況勢必導(dǎo)致人們尋找消耗網(wǎng)絡(luò)能耗盡可能小的途徑，進(jìn)而有效延長網(wǎng)絡(luò)生存周期． 本文主要對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)展開工作，對如何有效減少數(shù)據(jù)傳輸及提高數(shù)據(jù)精度的數(shù)據(jù)壓縮算法進(jìn)行研究．給出課題的研究背景和研究意義，概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識及基礎(chǔ)內(nèi)容，并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中幾類應(yīng)用比較廣泛的數(shù)據(jù)壓縮算法、應(yīng)用思想、范圍及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行介紹；針對有效減少數(shù)據(jù)傳輸及提高數(shù)據(jù)精度的數(shù)據(jù)壓縮目標(biāo)，給出本文提出的幾種算法． 首先，提出基于DP思想的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)曲線數(shù)據(jù)壓縮算法，這是一種有損數(shù)據(jù)壓縮算法，它運(yùn)用DP理論中用提取特征點(diǎn)來表現(xiàn)整體數(shù)據(jù)特征的思想，對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮．該算法以選取能夠體現(xiàn)數(shù)據(jù)整體特征的簇首為特征點(diǎn)進(jìn)行傳輸，可以有效的釋放節(jié)點(diǎn)有限內(nèi)存空間，仿真驗(yàn)證表明該算法對于波動較大的數(shù)據(jù)有較好的特征點(diǎn)提取效果． 其次，提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)聚集壓縮算法，該算法改進(jìn)了ODLRST壓縮算法，屬于無損數(shù)據(jù)壓縮算法．算法考慮監(jiān)測數(shù)據(jù)的各種可能趨勢，通過判定預(yù)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精確度，從兩個(gè)方面對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行間斷點(diǎn)判定及數(shù)據(jù)趨勢預(yù)測．該算法不需要事先設(shè)定閾值，可以用于監(jiān)測任何環(huán)境且有良好的性能，有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用性． 最后，提出一種環(huán)境監(jiān)測狀態(tài)判定思想，二次無偏灰色馬爾科夫預(yù)測在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的狀態(tài)判定．它不同于傳統(tǒng)意義的壓縮，該算法首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，之后根據(jù)馬爾科夫預(yù)測思想對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)判定，并將滿足監(jiān)測目的的狀態(tài)標(biāo)識傳輸．仿真驗(yàn)證表明，該方法能夠得到較為準(zhǔn)確的預(yù)測數(shù)據(jù)及監(jiān)測狀態(tài)，能夠有效減少網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸量，進(jìn)而降低用于數(shù)據(jù)傳輸所消耗的能量．
【圖文】：

由具有感知、處理、存儲、傳輸及融合分析于一體的嵌入式式的基礎(chǔ)上而組成的具有動態(tài)功能的網(wǎng)絡(luò)體系．隨著無線技無線通信技術(shù)發(fā)展也越來越趨于成熟，應(yīng)用的方向越來越據(jù)著越來越重要的地位，采用無線技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和通信同時(shí)，在微型電子設(shè)備系統(tǒng)和高密度集數(shù)字技術(shù)大力發(fā)展體積較小的傳感器微型節(jié)點(diǎn)得以廣泛生產(chǎn)使用，將具有這類傳感器中，將其進(jìn)行大范圍的部署，便組成監(jiān)測多種自然環(huán)代，出現(xiàn)了第一代傳感器網(wǎng)絡(luò)，在技術(shù)上采用的傳輸方式是傳感控制器連接網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)及控制中心共同構(gòu)成．隨著索和挖掘，，第二代傳感器網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，第二代網(wǎng)絡(luò)在研究創(chuàng)新上取得了對同時(shí)獲取的多種信息進(jìn)行綜合處理的技術(shù)能力

織無線接入網(wǎng)絡(luò)，與傳感器網(wǎng)絡(luò)控制器連接的第四代傳感器網(wǎng)絡(luò)正在.1.2 體系結(jié)構(gòu)WSN 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架主要由傳感器節(jié)點(diǎn)(sensor node)、匯聚節(jié)點(diǎn)(si(task manager node)三個(gè)部分共同組成[39]，如圖 2.2 所示．WSN 網(wǎng)絡(luò)共包括 4 類基本監(jiān)測環(huán)境對象個(gè)體：監(jiān)測目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)觀測節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)知領(lǐng)域．WSN 網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常采用大量隨機(jī)拋灑、部署方式、動搭建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)且節(jié)點(diǎn)間協(xié)同工作形成對監(jiān)測目標(biāo)的感知領(lǐng)域．位于監(jiān)監(jiān)測的感興趣的信息經(jīng)過在節(jié)點(diǎn)自身處進(jìn)行處理后，再通過相鄰傳感傳輸?shù)綌?shù)據(jù)觀測節(jié)點(diǎn)．監(jiān)測用戶和監(jiān)測中心在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的外部，與網(wǎng)行信息通訊傳輸，數(shù)據(jù)觀測節(jié)點(diǎn)通過向整個(gè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請求和控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送的目標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行接收．
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2574964