《無線感測器網路中QoS近似查詢處理算法研究》是依託湖南師範大學，由余建平擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無線感測器網路中QoS近似查詢處理算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：余建平
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無線感測器網路具有廣闊的套用前景，是當前國際學術界的研究前沿和熱點。查詢處理技術作為該類網路數據管理的核心技術之一，與各類套用聯繫極為緊密。但目前關於該類網路查詢處理研究主要關注特定查詢處理算法及其節能性，對各類查詢所關注的關鍵共性問題及各種套用的具體QoS需求考慮不足。鑒於該類網路的能量、計算、儲量能力受限等特點及不同套用特定的傳輸時延、數據精度等QoS需求，本項目擬主要研究帶QoS約束的近似查詢處理機制及相關最佳化算法。從數據的存儲和搜尋兩方面出發，重點研究近似查詢處理相關的數據聚合算法及存儲策略、數據更新機制、數據搜尋算法等，並提出相應的技術方案。在涉及數據存儲的算法中，提出基於分散式Cache的隨機存儲算法的設計方案；針對數據搜尋的特徵，提出基於多蟻群分散式智慧型搜尋算法的具體方案。該算法的研究工作對於推動感測器網路技術的研究和套用具有重要的理論和現實意義。
結題摘要
無線感測器網路是當前國際學術界的研究前沿和熱點。查詢處理技術作為該類網路數據管理的核心技術之一，與各類套用聯繫極為緊密。鑒於該類網路的能量、計算、儲量能力受限等特點及不同套用特定的QoS需求，本項目主要研究帶QoS約束的近似查詢處理機制及相關最佳化算法。從數據的存儲和搜尋兩方面出發，重點研究近似查詢處理相關的數據聚合算法及存儲策略、數據更新機制、數據搜尋算法等。在項目實施過程中，取得了若干具有一定意義的研究成果，主要體現為：（1）構建了大規模感測網的查詢處理模型，模型中提出了一套新分簇方案和事件數據壓縮及編碼機制，該機制結合事件類型及其時空特徵對事件數據進行壓縮，並採用二分法對壓縮後的事件數據進行編碼，以減少網內待傳輸的事件數據總量來縮減傳輸能耗；（2）構建了感測網基於數據近似度的事件模型，模型中提出了數據相似度概念，該模型為感測網近似查詢處理奠定了基礎；（3）提出基於事件優先權的感測網分環存儲策略，策略中讓優先權高的事件產生更多的副本且分散在更廣的環狀區域，以便讓具體套用中的相關查詢者能夠快速探測到高優先權事件，從而達到提高網路服務質量之目的；（4）提出了感測網基於蟻群算法的分散式搜尋策略，通過對蟻群算法的選路策略和信息素更新規則的仔細考察，把蟻群最佳化套用於感測網實時查詢處理並取得了很好的效果；（5）提出了感測網分散式Cache策略及數據更新機制，在查詢成功返回的途中進行事件半路補充快取，減少了特定查詢請求的搜尋能耗，同時提出了基於數據查詢率和數據重要性雙重機制的數據更新策略，以有效防止整個感測網路數據老化。（6）提出了感測網基於事件簇的數據聚集容錯機制，通過降低錯誤數據對查詢結果的負面影響以實現數據採集及聚合過程中的可靠性，該方法可視為本項目向網路安全與容錯領域的一次有益探索。（7）提出了基於虛擬存儲共享的感測器節點模型以及基於網路演算的二層調度模型，在此基礎上發展了一個保證服務模型，包括佇列長度、延遲以及有效頻寬等上界模型。上述系列相關算法的研究工作對於推動感測器網路技術的研究和套用具有重要的理論和現實意義。
