本文關(guān)鍵詞： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 多跳傳輸 時間相關(guān)性 數(shù)據(jù)壓縮　出處：《南京郵電大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r地監(jiān)測、采集各種環(huán)境下感知對象的信息,將數(shù)據(jù)處理后傳送給特定的用戶,具有精度高、靈活性好等諸多優(yōu)勢,有著廣泛的應(yīng)用價值。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點一般靠電池供電,難以更換,故如何高效利用節(jié)點能量、延長網(wǎng)絡(luò)的生命期就成為了該技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題,也是當下研究的熱點之一。為此,本文分別從路由協(xié)議與數(shù)據(jù)壓縮兩個方面提出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方案。(1)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、特點及能耗問題,研究了網(wǎng)絡(luò)節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù),其中包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議與數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),并重點分析了幾種經(jīng)典的路由協(xié)議及其改進算法以及常見的數(shù)據(jù)壓縮算法。(2)提出了一種能量高效的分層路由協(xié)議設(shè)計方案,涉及到最佳成簇半徑、簇首選取及簇的形成、數(shù)據(jù)傳輸方式三個方面。首先推導(dǎo)了最佳成簇半徑的表達式,接著利用近似均勻的分簇方法兼顧了簇首的位置和能量兩個因素,很均衡了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能耗。提出了簇首到基站數(shù)據(jù)通信方式的選取依據(jù)以及多跳傳輸中間節(jié)點的選擇方法。(3)提出了兩種基于時間相關(guān)性的數(shù)據(jù)壓縮方案,分別為基于線性回歸的壓縮方案和基于向量積閾值的壓縮方案。前者利用線性回歸與最小二乘法對數(shù)據(jù)進行分段擬合壓縮,在誤差允許范圍內(nèi)用較少的回歸參數(shù)來代替原始數(shù)據(jù);后者利用順序數(shù)據(jù)點之間的向量積之和來控制壓縮誤差,刪除冗余的數(shù)據(jù)點,且具有較高的執(zhí)行效率。
[Abstract]:Wireless sensor network (WSN) can monitor and collect the information of objects in various environments and transmit the data to specific users. It has many advantages, such as high precision, good flexibility and so on. Wireless sensor network nodes are generally powered by batteries, which are difficult to replace. Therefore, how to use node energy efficiently and prolong the lifetime of the network has become a key issue in the development of the technology. It is also one of the hotspots of the current research. Therefore, this paper proposes the energy saving scheme in wireless sensor networks from two aspects of routing protocol and data compression.) the architecture, characteristics and energy consumption of wireless sensor networks are studied in this paper. The key technologies of network energy saving are studied, including routing protocol and data compression technology in wireless sensor networks. Several classical routing protocols and their improved algorithms, as well as some common data compression algorithms, are analyzed. An energy-efficient hierarchical routing protocol is proposed, which involves the optimal clustering radius, the first selection of clusters and the formation of clusters. First, the expression of the optimal clustering radius is derived, and then the position and energy of the cluster head are taken into account by using an approximate uniform clustering method. The energy consumption of nodes in the network is well balanced. The selection basis of data communication mode from cluster head to base station and the method of selecting intermediate nodes for multi-hop transmission are proposed. Two data compression schemes based on time dependence are proposed. The former uses linear regression and least-square method to compress the data, respectively, which is based on linear regression and threshold value of vector product, and the former uses linear regression and least square method to compress the data. Less regression parameters are used to replace the original data within the range of errors, and the latter uses the sum of vector products between the sequential data points to control the compression error, removes redundant data points, and has higher execution efficiency.
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9

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本文編號：1512096