【摘要】：無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network, WSN)由許多微型傳感器節(jié)點構成，這些節(jié)點被部署在監(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，再將處理后的信息傳輸?shù)交?或控制中心)．無線傳感器網絡涵蓋了網絡計算、智能存儲、無線通信及傳感器感知等多領域技術，成為網絡研究領域前沿．無線傳感器網絡通常部署在環(huán)境惡劣及難達區(qū)域，節(jié)點多采用不易更換的電池供電，致使整個網絡能源有限．這種情況勢必導致人們尋找消耗網絡能耗盡可能小的途徑，進而有效延長網絡生存周期． 本文主要對無線傳感器網絡數(shù)據(jù)壓縮技術展開工作，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絡的相關知識及基礎內容，并對無線傳感器網絡中幾類應用比較廣泛的數(shù)據(jù)壓縮算法、應用思想、范圍及優(yōu)缺點進行介紹；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，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絡最優(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，它運用DP理論中用提取特征點來表現(xiàn)整體數(shù)據(jù)特征的思想，對采樣數(shù)據(jù)進行壓縮．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進行傳輸，可以有效的釋放節(jié)點有限內存空間，仿真驗證表明該算法對于波動較大的數(shù)據(jù)有較好的特征點提取效果． 其次，提出無線傳感器網絡數(shù)據(jù)聚集壓縮算法，該算法改進了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，通過判定預測數(shù)據(jù)的準確度和精確度，從兩個方面對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行間斷點判定及數(shù)據(jù)趨勢預測．該算法不需要事先設定閾值，可以用于監(jiān)測任何環(huán)境且有良好的性能，有很強的實際應用性． 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測在無線傳感器網絡中的狀態(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)進行預測，之后根據(jù)馬爾科夫預測思想對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行狀態(tài)判定，并將滿足監(jiān)測目的的狀態(tài)標識傳輸．仿真驗證表明，該方法能夠得到較為準確的預測數(shù)據(jù)及監(jiān)測狀態(tài)，能夠有效減少網絡中數(shù)據(jù)傳輸量，進而降低用于數(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上而組成的具有動態(tài)功能的網絡體系．隨著無線技無線通信技術發(fā)展也越來越趨于成熟，應用的方向越來越據(jù)著越來越重要的地位，采用無線技術進行數(shù)據(jù)采集和通信同時，在微型電子設備系統(tǒng)和高密度集數(shù)字技術大力發(fā)展體積較小的傳感器微型節(jié)點得以廣泛生產使用，將具有這類傳感器中，將其進行大范圍的部署，便組成監(jiān)測多種自然環(huán)代，出現(xiàn)了第一代傳感器網絡，在技術上采用的傳輸方式是傳感控制器連接網絡中各個節(jié)點及控制中心共同構成．隨著索和挖掘，，第二代傳感器網絡出現(xiàn)，第二代網絡在研究創(chuàng)新上取得了對同時獲取的多種信息進行綜合處理的技術能力

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

【參考文獻】

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本文編號：2574964