在許多無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)應(yīng)用當(dāng)中,例如結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、火山斷層掃描、以及機(jī)器故障診斷等等,傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)需要無(wú)損的匯集到網(wǎng)關(guān),接著通過(guò)一個(gè)集中式的算法進(jìn)行處理,從而來(lái)提取被監(jiān)測(cè)物的一些全局特征或者模型參數(shù)。為了減少這種大量原始采集數(shù)據(jù)的傳輸,通常會(huì)采用網(wǎng)內(nèi)處理的方法。這意味著在網(wǎng)絡(luò)中我們將不再傳輸原始數(shù)據(jù),而是傳輸中間計(jì)算結(jié)果。然而,現(xiàn)有的大部分網(wǎng)內(nèi)處理工作常常會(huì)對(duì)各傳感器節(jié)點(diǎn)上的計(jì)算函數(shù)（也稱融合函數(shù)）做一些通用的假設(shè),而沒(méi)有關(guān)注這些節(jié)點(diǎn)上所執(zhí)行的計(jì)算是否符合當(dāng)前監(jiān)測(cè)應(yīng)用下的特定集中式處理任務(wù)。本文針對(duì)給定的集中式處理任務(wù)下,研究如何在不同傳感器節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行哪些計(jì)算子任務(wù),使得最終計(jì)算結(jié)果與給定的集中式計(jì)算一致。我們稱之為無(wú)損網(wǎng)內(nèi)處理。可見(jiàn)無(wú)損網(wǎng)內(nèi)處理需要等效拆分給定的集中式算法,然后合理的將拆分后的計(jì)算分配給網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)。目前這些問(wèn)題在業(yè)界還沒(méi)有得到足夠研究。本文針對(duì)無(wú)損網(wǎng)內(nèi)處理圍繞兩個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究:1)一個(gè)集中式的算法應(yīng)該按照什么樣的模式進(jìn)行拆分,以使得拆分后的計(jì)算可以被靈活地分配到任意拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。2)對(duì)于每種拆分模式下得到的計(jì)算任務(wù),如何在資源有限的傳... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的集中式算法流程

陣分解的方式（例如奇異值分解 ，特征值分解等出結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特征（例如固有頻率和陣型等）。然得到與損傷有關(guān)的信息。圖 1-1 典型結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的集中式算法流程型應(yīng)用是火山監(jiān)測(cè)。火山監(jiān)測(cè)通過(guò)布置在火山表面從中推測(cè)火山內(nèi)部巖土密度分布，進(jìn)而估算巖漿動(dòng)

于一些符合特定結(jié)構(gòu)或者可以轉(zhuǎn)換成這些特定結(jié)構(gòu)的分布式算法研究較多[20][21]。這些算法具有圖 1-3(a)、圖 1-3(b)類似的結(jié)構(gòu)。在這些集中式算法中，不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合發(fā)生在計(jì)算中期或者末期（high-level collaboration）。例如，圖 1-3(a)中，不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合發(fā)生在決策層：每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以單獨(dú)根據(jù)自己的采樣數(shù)據(jù)得到局部決策(local decision)。不同節(jié)點(diǎn)的局部決策融合起來(lái)(decision fusion)后可得到最終的全局決策 (global decision)。在圖 1-3 (b)中，不同節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)融合則發(fā)生在特征層：每個(gè)節(jié)點(diǎn)用自己的數(shù)據(jù)得到局部特征(local feature)， 多個(gè)節(jié)點(diǎn)的局部特征再通過(guò)特征融合技術(shù)(feature fusion)融合起來(lái)，最后得到全局結(jié)論。對(duì)于符合圖 1-3(a)、圖 1-3(b)架構(gòu)的集中式算法，其分布式算法的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以處理自己采樣得到的數(shù)據(jù)，得到局部決策/局部特征。由于多個(gè)節(jié)點(diǎn)的局部決策/局部特征的數(shù)據(jù)量一般而言相對(duì)于原始數(shù)據(jù)要小得多，因而可以將他們送往一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)進(jìn)行融合，得到最終結(jié)果。


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