無線感測器網路數據管理自適應處理研究

《無線感測器網路數據管理自適應處理研究》是謝志軍為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：無線感測器網路數據管理自適應處理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：謝志軍
• 依託單位：寧波大學

項目摘要

無線感測器網路是當前學術界研究的前沿和熱點，具有廣闊的套用前景。無線感測器網路數據管理是無線感測器網路的核心研究內容。與傳統套用模型不同，無線感測器網路的網路狀態、感知對象和用戶需求等要素具有高度動態性，而現有數據管理技術對由無線感測器網路的高度動態性帶來的挑戰考慮不足，為此我們將研究無線感測器網路數據管理自適應處理方法，包括：（1）自適應查詢處理方法，當節點能量衰減或失效、通信質量降低等網路狀態變化時，能夠自適應地調整查詢計畫和查詢路徑；（2）自適應查詢最佳化方法，使得一次採樣、傳輸和計算的中間結果可以被多個查詢和用戶共享，減少能量開銷，加快查詢回響時間；（3）自適應數據存儲和數據壓縮方法，以適應網路的動態變化，壓縮傳送的感知數據量，均衡網路能量的消耗，延長網路的生命周期；（4）在此基礎上，我們將設計和開發一個原型系統，針對典型的感測器網路套用，在系統中驗證本項目的理論和方法。

結題摘要

無線感測器網路數據管理是無線感測器網路的核心研究內容之一。查詢處理是數據管理的重要內容。為了能夠過濾掉那些不滿足用戶需求的查詢結果，減少不必要的通信能耗。項目提出了一種感測器網路中基於子空間劃分的Skyline查詢處理方法SDKSA和一種無線感測器網路中基於連通核的高效Skyline查詢算法CCBS；SDKSA將感知數據按數據空間劃分，設立子空間，數據存儲在skyline查詢轉發路徑的分簇里。CCBS首先在網路中構建連通核，設立了簇和元組兩級過濾器，用來過濾掉被支配的感知元組；連線查詢是感測器網路中一類重要的查詢，項目提出了高效的自連線查詢算法SCJA，可找出不同數據源之間感知數據的聯繫；感測器網路中的數據為典型的流數據，自適應查詢最佳化的首要工作是分析網路中流數據的相關性，項目提出了基於基視窗的多維數據流查詢同步相關性分析算法Base_win_CCA，通過統計量的計算開展相關性分析，根據相關性進行最佳化處理；感測器網路中每個節點的存儲能力有限，感知數據不能夠被長時間地存儲在節點上，提出了一種基於分散式數據存儲與映射策略；為了儘可能地利用網內計算，減少回傳到基站上的數據量是感測器網路數據管理技術要解決的主要問題。我們提出了一種基於支配能力的輕量級的疊代過濾算法DBIFA，提出了一種新的基於數據相關的數據剪枝與壓縮算法DRCSky，DRCSky採用輕量級的數據過濾器，能夠明顯降低網路的開銷，並能夠達到簇級的剪枝；分簇和路由是數據管理的基礎設施，項目提出來了提出一種基於域的分散式自動成簇算法DCAM和移動分簇路由算法EM-LEACH、EM-CHMR，DCAM 把感測器網路按域劃分來構建簇，簇之間是相互連通並且可以覆蓋網路中所有的感測節點，EM-LEACH與EM-CHMR根據移動感測器網路中節點距離、速度、剩餘能量等因素提出了能量高效的移動分簇路由算法；無線感測器網路節點是組成無線感測器網路的基礎，項目組設計了一款低功耗無線感測器網路節點LL430；項目開發了一款無線感測器網路自適應數據管理系統，申請了軟體著作權。