為了提高無線傳感器中數(shù)據(jù)的傳輸效率和質(zhì)量,提出一種基于地理位置屬性和非地理位置屬性的雙重聚類算法（PCA）。根據(jù)傳感器具有空間數(shù)據(jù)的特征,將數(shù)據(jù)映射成網(wǎng)格數(shù)據(jù),再基于數(shù)據(jù)的密度、重心距離等,將網(wǎng)格進行切分、合并,形成新的聚類簇。仿真實驗表明:PCA算法的傳輸時間優(yōu)于基于單點傳輸或密度數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)方式,較之于已有的雙重聚類算法,PCA有更好的聚類效果,可以有效降低數(shù)據(jù)傳輸代價。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(04)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的WSNs數(shù)據(jù)傳輸方式(TTWS)

圖2是基于密度的聚類算法(clustering algorithm based on density,CABD)[12]的傳輸方式。該傳輸方式在網(wǎng)格數(shù)據(jù)密度大于預(yù)先設(shè)定的閾值時，則對網(wǎng)格數(shù)據(jù)進行傳輸，在網(wǎng)格數(shù)據(jù)密度小于閾值時，則不進行處理，直接舍棄。相對于TTWS,CABD能有效降低傳輸消耗，節(jié)省了傳輸時間，但其傳輸結(jié)果精確性不高。本文所提出的PCA充分考慮數(shù)據(jù)的感知特征，兼顧傳感器節(jié)點的位置屬性，在將空間數(shù)據(jù)映射為網(wǎng)格數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過切分與合并等方法形成數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮R聚(Sink)節(jié)點。PCA克服了上述兩種算法的缺點，相對CABD而言，PCA具有更豐富的數(shù)據(jù)傳輸，而相對于TTWS來說，PCA又大大降低傳輸?shù)南摹?

基于PCA的數(shù)據(jù)傳輸示意如圖3所示，是結(jié)合網(wǎng)格數(shù)據(jù)密度、重心距離對網(wǎng)格進行分裂或合并的傳輸方式。當數(shù)據(jù)密度大于預(yù)先設(shè)定的密度閾值的則不處理，那么對于稀疏網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，則根據(jù)其重心與相鄰密度網(wǎng)格的重心距離將稀疏網(wǎng)格數(shù)據(jù)分裂。將分裂的數(shù)據(jù)合并到符合條件的相鄰密度網(wǎng)格中，形成一個更大的網(wǎng)格簇Sink，通過對網(wǎng)格的多次分裂或合并得到最優(yōu)的聚類結(jié)果。基于PCA的數(shù)據(jù)傳輸對于不參與傳輸?shù)墓?jié)點執(zhí)行休眠狀態(tài)，以減少數(shù)據(jù)負載，從而降低數(shù)據(jù)傳輸時間和能源損耗。PCA的操作是在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)上進行，對數(shù)據(jù)集大小具有良好的可伸縮性，能處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)集和發(fā)現(xiàn)任意形狀的簇，提高聚類效果，并能降低傳輸時間。

【參考文獻】：
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