基于压缩感知的传感器网络能量高效数据采集研究
时间:2018-07-18 20:33 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要随着大型网络的部署，无线传感器网络（WSN）中的数据采样和收集的问题变得越来越重要。网络规模的扩大给数据收集带来显著的挑战，因此采样和传输的协调，以及网络的生命周期受到了关注。为了解决这些问题，网络中没有集中协调的压缩技术，逐渐成为用来延长寿命的重要解决方案。在本文中，我们考虑在一个大型无线传感网络，基于ZigBee协议，用于监控（如建筑，工业等）的场景。在网络压缩方面，为了实现更长的网络生命周期，结合传统的PF算法和DCS算法，我们提出了一个新的算法。我们的方法是完全分布式的：每个节点自主地决定一个压缩和转发方案决策，以减少要发送的数据包数量。利用现实生活中的一个场景收集的数据集，对性能相对于网络规模进行了研究关。该算法的增强版本也被引入，将压缩花费的能量纳入考虑范围。实验结果表明，该方法有助于寻找在传输和数据压缩消耗的能量之间的最佳平衡。25863 关键词：数据采集，数据压缩，无线传感器网络（WSN） 毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要 Title Distributed Compressive Sampling for Lifetime Optimization in Dense Wireless Sensor Networks Abstract The problem of data sampling and collection in wireless sensor networks is becoming critical as larger networks are being deployed.Increasing network size poses significant data collection challenges,for what concerns sampling and transmission coordination as well as network lifetime.To tackle these problems,in-network compression techniques without centralized coordination are becoming important solutions to extend lifetime.In this paper,we consider a scenario in which a large WSN,based on ZigBee protocol,is used for monitoring.We propose a new algorithm for in-network compression aiming at longer network lifetime.Our approach is fully distributed:each node takes a decision about the compression and forwarding scheme to minimize the number of packets to transmit.Performance is investigated with respect to network size using datasets gathered by a real-life deployment. An enhanced version of the algorithm is also introduced to take into account the energy spent in compression.Experiments demonstrate that the approach helps finding an optimal tradeoff between the energy spent in transmission and data compression. Index Terms—data gathering, data compression, wireless sensor network (WSN). 目 次 1 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外研究现 2 1.3 本文主要工作 4 1.4 本文结构安排 4 2 无线传感器网络中的传统数据压缩 5 2.1 无线传感器网络高效数据采集概述 5 2.2 无线传感器网络中的传统数据压缩算法 6 2.3 小结 8 3 混合算法和改进算法 9 3.1 混合算法 9 3.2 混合算法的数据收集 10 3.3 改进算法 11 3.4 小结 13 4 系统实现与仿真实验 14 4.1 实验设计 14 4.2 运行测试 15 4.3 实验结果 21 4.4 小结 22 结 论 23 致 谢 24 参考文献25 1 绪论 本章首先论述了本文的研究背景，随后分析了基于压缩感知的无线传感器网络的国内外研究现状，最后给出了本文的主要工作和结构安排。 (责任编辑：qin) |