無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量高效的KNN查詢及其關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-24 19:36
近年來,人為或自然災(zāi)難給社會(huì)安全穩(wěn)定、人類生命財(cái)產(chǎn)帶來了極大的損失,相關(guān)部門也從制度、預(yù)案、宣傳等角度制定了安全防范策略,但還未很好的從技術(shù)角度智能化的發(fā)現(xiàn)安全隱患或解決安全事故帶來的損失,本文作者基于火災(zāi)中安全逃生門智能選擇系統(tǒng)、煤礦安全隱患智能報(bào)警系統(tǒng)等具體應(yīng)用的思考,研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)理論、工作原理,即把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)視為以數(shù)據(jù)為中心的分布式數(shù)據(jù)庫,當(dāng)事件發(fā)生或用戶提出感知數(shù)據(jù)查詢請(qǐng)求時(shí),通過高效的路由技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)將用戶感興趣的數(shù)據(jù)最終傳輸至用戶終端,為終端用戶提供上述面向具體應(yīng)用的決策服務(wù),同時(shí)降低節(jié)點(diǎn)能耗,實(shí)現(xiàn)能耗均衡,進(jìn)而提高無線傳感器網(wǎng)生命周期。為應(yīng)對(duì)和解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的處理能力、帶寬,尤其能量約束帶來的挑戰(zhàn),本文以基于路線的k NN查詢技術(shù)為主線,以現(xiàn)有適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的查詢技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)技術(shù)為理論基礎(chǔ),圍繞k NN查詢的邊界估計(jì)、查詢擴(kuò)散與數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)回饋等三個(gè)階段進(jìn)行減少數(shù)據(jù)冗余、解決“空洞”問題、降低能量消耗、提高查詢準(zhǔn)確率等方面的研究分析,提出了傳感器節(jié)點(diǎn)處于偏態(tài)分布下的GDRk NN查詢技術(shù)、基于DFi CI數(shù)據(jù)融合算法和基于E...
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.1.1 研究動(dòng)機(jī)
1.1.2 研究背景
1.2 無線傳感網(wǎng)概述
1.2.1 無線傳感網(wǎng)特征
1.2.2 無線傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)
1.2.4 無線傳感網(wǎng)協(xié)議體系
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 關(guān)鍵技術(shù)
1.3.2 國外對(duì)WSNs的研究與應(yīng)用
1.3.3 國內(nèi)WSNs研究
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容與安排
1.4.1 主要內(nèi)容
1.4.2 論文組織安排
第2章 WSNS數(shù)據(jù)管理與查詢算法
2.1 數(shù)據(jù)管理與查詢模型
2.1.1 WSNs數(shù)據(jù)庫管理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1.2 WSNs數(shù)據(jù)查詢管理
2.1.3 WSNs數(shù)據(jù)查詢模型及查詢技術(shù)
2.1.4 無線傳感網(wǎng)查詢分類
2.2 WSNS數(shù)據(jù)查詢算法
2.3 KNN查詢技術(shù)
2.3.1 k NN查詢算法的原理
2.3.2 k NN算法的分類
2.3.3 基于路線的k NN算法分析
2.4 提出假設(shè)和問題
2.4.1 提出假設(shè)
2.4.2 k NN算法優(yōu)缺點(diǎn)分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 新型GDRKNN查詢算法
3.1 GDRKNN路線結(jié)構(gòu)
3.2 GDRKNN查詢傳播和數(shù)據(jù)收集
3.2.1 查詢傳播
3.2.2 數(shù)據(jù)收集
3.3 GDRKNN算法的實(shí)現(xiàn)
3.4 GDRKNN算法的評(píng)估與應(yīng)用
3.4.1 NS2實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置
3.4.2 仿真評(píng)估
3.5“空洞”造成的查詢有效性問題及解決辦法
3.5.1“空洞”造成的查詢有效性問題
3.5.2 查詢有效性問題的解決辦法
3.6 偏態(tài)分布下KNN算法性能分析
3.6.1 其它k NN查詢算法性能分析
3.6.2 GDRk NN查詢算法性能分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于信息編碼的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合技術(shù)
4.1 數(shù)據(jù)融合技術(shù)相關(guān)理論
4.1.1 數(shù)據(jù)融合的作用
4.1.2 數(shù)據(jù)融合分類
4.1.3 數(shù)據(jù)融合算法
4.2 數(shù)據(jù)融合的挑戰(zhàn)與特征
4.3 DFICI數(shù)據(jù)融合算法
4.3.1 主要思想
4.3.2 休眠-工作機(jī)制
4.3.3 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的實(shí)現(xiàn)
4.3.4 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法在GDRk NN查詢中的實(shí)施
4.4 算法仿真及性能分析
4.4.1 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.4.2 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的仿真模型
4.4.3 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的性能分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于E-MCDS的能耗均衡算法
5.1 傳感器節(jié)點(diǎn)能耗分析
5.1.1 傳感器模塊
5.1.2 處理器模塊
5.1.3 無線通信模塊
5.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗分析
5.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)能耗均衡技術(shù)
5.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化
5.3.2 分布式WLA組網(wǎng)算法
5.4 基于E-MCDS的能耗均衡算法
5.4.1 基于CDS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
5.4.2 基于E-MCDS的能耗均衡算法實(shí)現(xiàn)
5.4.3 E-MCDS算法理論可行性分析
5.5 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
5.6 基于E-MCDS的能耗均衡算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要內(nèi)容總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地震預(yù)警儀器研究[J]. 佘天莉,高峰,馬樹林. 世界地震工程. 2014(04)
[2]某大跨度體育館的無線結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(英文)[J]. 劉宏創(chuàng),王瑋,張宇鑫,董石麟. 空間結(jié)構(gòu). 2013(04)
[3]基于無線傳感技術(shù)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 吳麗英. 煤炭技術(shù). 2013(11)
[4]基于無線傳感網(wǎng)的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J]. 李景魁. 煤炭技術(shù). 2013(11)
[5]大區(qū)域水質(zhì)污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李晉,熊炎. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2013(10)
[6]k-Nearest Neighbor Query Processing Algorithms for a Query Region in Road Networks[J]. Hyeong-Il Kim,Jae-Woo Chang. Journal of Computer Science & Technology. 2013(04)
[7]我國城市災(zāi)害防范及對(duì)策研究[J]. 田春玲,徐長(zhǎng)樂,于川江. 科學(xué). 2013(03)
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)Top-k多查詢算法[J]. 張曉琳,魏朋佩,唐文斌. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(05)
[9]無線傳感技術(shù)在建筑環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 劉紅梅,楊恒亮. 化工自動(dòng)化及儀表. 2011(12)
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤礦智能安全管理系統(tǒng)研究[J]. 任志宏. 價(jià)值工程. 2011(33)
博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉宇雷.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)空查詢處理技術(shù)研究[D]. 劉亮.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量?jī)?yōu)化路由算法研究[D]. 江海峰.中國礦業(yè)大學(xué) 2010
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄭瑾.中南大學(xué) 2010
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位與數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 孔凡天.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗研究[D]. 王俊領(lǐng).大連海事大學(xué) 2013
[2]基于跨層優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查詢算法研究[D]. 吳蒙寧.東北大學(xué) 2012
[3]基于粒子群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究[D]. 李福華.南京郵電大學(xué) 2012
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中感知數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡瀟迪.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]基于網(wǎng)格的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)聚合算法的研究[D]. 劉文亮.山東大學(xué) 2010
[6]無線傳感器數(shù)據(jù)庫中KNN查詢算法研究[D]. 黃才炎.天津大學(xué) 2009
[7]一種新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)空查詢算法設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 嚴(yán)偉中.蘇州大學(xué) 2009
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)空查詢算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈佳佳.南京航空航天大學(xué) 2009
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同信息處理技術(shù)研究[D]. 張美燕.浙江工業(yè)大學(xué) 2009
[10]無線網(wǎng)絡(luò)傳感器數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 韓樹人.江西理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3157954
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:117 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究意義
1.1.1 研究動(dòng)機(jī)
1.1.2 研究背景
1.2 無線傳感網(wǎng)概述
1.2.1 無線傳感網(wǎng)特征
1.2.2 無線傳感網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)
1.2.4 無線傳感網(wǎng)協(xié)議體系
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 關(guān)鍵技術(shù)
1.3.2 國外對(duì)WSNs的研究與應(yīng)用
1.3.3 國內(nèi)WSNs研究
1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容與安排
1.4.1 主要內(nèi)容
1.4.2 論文組織安排
第2章 WSNS數(shù)據(jù)管理與查詢算法
2.1 數(shù)據(jù)管理與查詢模型
2.1.1 WSNs數(shù)據(jù)庫管理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1.2 WSNs數(shù)據(jù)查詢管理
2.1.3 WSNs數(shù)據(jù)查詢模型及查詢技術(shù)
2.1.4 無線傳感網(wǎng)查詢分類
2.2 WSNS數(shù)據(jù)查詢算法
2.3 KNN查詢技術(shù)
2.3.1 k NN查詢算法的原理
2.3.2 k NN算法的分類
2.3.3 基于路線的k NN算法分析
2.4 提出假設(shè)和問題
2.4.1 提出假設(shè)
2.4.2 k NN算法優(yōu)缺點(diǎn)分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 新型GDRKNN查詢算法
3.1 GDRKNN路線結(jié)構(gòu)
3.2 GDRKNN查詢傳播和數(shù)據(jù)收集
3.2.1 查詢傳播
3.2.2 數(shù)據(jù)收集
3.3 GDRKNN算法的實(shí)現(xiàn)
3.4 GDRKNN算法的評(píng)估與應(yīng)用
3.4.1 NS2實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置
3.4.2 仿真評(píng)估
3.5“空洞”造成的查詢有效性問題及解決辦法
3.5.1“空洞”造成的查詢有效性問題
3.5.2 查詢有效性問題的解決辦法
3.6 偏態(tài)分布下KNN算法性能分析
3.6.1 其它k NN查詢算法性能分析
3.6.2 GDRk NN查詢算法性能分析
3.7 本章小結(jié)
第4章 基于信息編碼的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)融合技術(shù)
4.1 數(shù)據(jù)融合技術(shù)相關(guān)理論
4.1.1 數(shù)據(jù)融合的作用
4.1.2 數(shù)據(jù)融合分類
4.1.3 數(shù)據(jù)融合算法
4.2 數(shù)據(jù)融合的挑戰(zhàn)與特征
4.3 DFICI數(shù)據(jù)融合算法
4.3.1 主要思想
4.3.2 休眠-工作機(jī)制
4.3.3 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的實(shí)現(xiàn)
4.3.4 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法在GDRk NN查詢中的實(shí)施
4.4 算法仿真及性能分析
4.4.1 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.4.2 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的仿真模型
4.4.3 Dfi CI數(shù)據(jù)融合算法的性能分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于E-MCDS的能耗均衡算法
5.1 傳感器節(jié)點(diǎn)能耗分析
5.1.1 傳感器模塊
5.1.2 處理器模塊
5.1.3 無線通信模塊
5.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗分析
5.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)能耗均衡技術(shù)
5.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化
5.3.2 分布式WLA組網(wǎng)算法
5.4 基于E-MCDS的能耗均衡算法
5.4.1 基于CDS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
5.4.2 基于E-MCDS的能耗均衡算法實(shí)現(xiàn)
5.4.3 E-MCDS算法理論可行性分析
5.5 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
5.6 基于E-MCDS的能耗均衡算法實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要內(nèi)容總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]地震預(yù)警儀器研究[J]. 佘天莉,高峰,馬樹林. 世界地震工程. 2014(04)
[2]某大跨度體育館的無線結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(英文)[J]. 劉宏創(chuàng),王瑋,張宇鑫,董石麟. 空間結(jié)構(gòu). 2013(04)
[3]基于無線傳感技術(shù)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 吳麗英. 煤炭技術(shù). 2013(11)
[4]基于無線傳感網(wǎng)的煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J]. 李景魁. 煤炭技術(shù). 2013(11)
[5]大區(qū)域水質(zhì)污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李晉,熊炎. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2013(10)
[6]k-Nearest Neighbor Query Processing Algorithms for a Query Region in Road Networks[J]. Hyeong-Il Kim,Jae-Woo Chang. Journal of Computer Science & Technology. 2013(04)
[7]我國城市災(zāi)害防范及對(duì)策研究[J]. 田春玲,徐長(zhǎng)樂,于川江. 科學(xué). 2013(03)
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)Top-k多查詢算法[J]. 張曉琳,魏朋佩,唐文斌. 傳感器與微系統(tǒng). 2012(05)
[9]無線傳感技術(shù)在建筑環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 劉紅梅,楊恒亮. 化工自動(dòng)化及儀表. 2011(12)
[10]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤礦智能安全管理系統(tǒng)研究[J]. 任志宏. 價(jià)值工程. 2011(33)
博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉宇雷.南京航空航天大學(xué) 2012
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)空查詢處理技術(shù)研究[D]. 劉亮.南京航空航天大學(xué) 2012
[3]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量?jī)?yōu)化路由算法研究[D]. 江海峰.中國礦業(yè)大學(xué) 2010
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄭瑾.中南大學(xué) 2010
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位與數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 孔凡天.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)融合的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗研究[D]. 王俊領(lǐng).大連海事大學(xué) 2013
[2]基于跨層優(yōu)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)查詢算法研究[D]. 吳蒙寧.東北大學(xué) 2012
[3]基于粒子群算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)研究[D]. 李福華.南京郵電大學(xué) 2012
[4]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中感知數(shù)據(jù)查詢處理技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡瀟迪.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]基于網(wǎng)格的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)聚合算法的研究[D]. 劉文亮.山東大學(xué) 2010
[6]無線傳感器數(shù)據(jù)庫中KNN查詢算法研究[D]. 黃才炎.天津大學(xué) 2009
[7]一種新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)空查詢算法設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 嚴(yán)偉中.蘇州大學(xué) 2009
[8]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)空查詢算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈佳佳.南京航空航天大學(xué) 2009
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同信息處理技術(shù)研究[D]. 張美燕.浙江工業(yè)大學(xué) 2009
[10]無線網(wǎng)絡(luò)傳感器數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 韓樹人.江西理工大學(xué) 2008
本文編號(hào):3157954
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