无线传感器网络中一种基于动态网格的查询处理方法

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一种基于网格地理哈希表的无线传感器网络数据分发算法

（ｃｏｆＣｏｐｔｒＳｈｏｌｍｕｅ，ＮａｉｎｌＵｎｖｒｉｙｏｆｎｅＴｅｈｏｏｙ，Ｃｈｎｈ０７ｏｔｏａｉｅｓｔｆＤｅｅｓｃｎｌｇａｇｓａ４１０３）
（ＰＬＡｎｔｕｅｏＩｓｉｔｆＰｈｙｉａｔｓｃｌＥｄｕａｉｎ，ａｇｈｕ５１５０）ｃｔｏＧｕｎｚｏ００
发算法，能更进一步提高能量效率。本文对这两种算法进行了性能分析，与原有的ＧＨＴ算法进行了性能对比。分析
表明，这两种算法在性能上都比原ＧＨＴ算法有很大改进，而复杂度增加较少，是能量更加高效的数据分发算法。关键词传感器网络，Ｓ网格ＧＨＴ，ＧＰＲ，索引一网格ＧＨＴ，数据分发，节点，能量高效
ＡｂｔａｔＴｈｉｅｅｓＳｎｏｔｒＷＳｏＳ）ｓａｎｗｙｅｏａａｍｏｉｒｇｎｔｒ．ＯｎｍｐｒａｔｓｒｃｅＷｒｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋ（ＮｒＷＮｓｉｅｔｐｆｄｔｎｔｉｅｗｏｋｏｎｅｉｏｔｎｃａａｔｒｓｉｏｈＳｓｉｉｉｈｙｅｅｇ－ｏｓｒｉｔａｄｐｗｅｅｙｂｔｅｉｓＴｈｓｐｒａｔｄｓｇｌ－ｈｒｃｅｉｔｆｔｅＷＮｓｉｔｓｈｇｌｎｒｙｃｎｔａｎｎｏｒｄｂａｔｒｅ．ｃｅｍｏｔｉｏｔｎｅｉｎｅｅｍｍｅｔｓｔｅｅｅｇ－ｆｉｉｎｙｎｓｉｈｎｒｙｅｆｅｃ．ＴｈｃｅＧＨＴ－ＤＣＳｉａｎｒｙｅｉｉｎａａｓｏａｅｍｅｈｄｆｒｔｅＷＳｎｃｉｖｓｔｅｎｅｅｇ－ｆｃｅｔｄｔｔｒｇｔｏｏｈＮｓａｄａｈｅｅｈｓｂｌｎｅｂｔｅａａｑｅｙｎｎｔｒｇ．ＢｔｔｅＤＣＳｓｈｍｅｂｓｄｏｈａａｃｅｗｅｎｄｔｕｒｉｇａｄｓｏａｅｕｈｃｅａｅｎｔｅＧＨＴｔｌｈｓｓｍｅｓａｅｔｓｉａｏｐｃｏｉｒｖ．ＩｌｍｐｏｅｎｔｉｐｐｒａＧｒｄｂｓｄＧＨＴ（ｈｓａｅｉ－ａｅＧＧＨＴ）ｄｔｉｓｍｉａｉｎａｇｒｈｉｐｏｏｅｎｌｏａｔｐｆＤＣＳｄｔｉｓｍｉａａｄｓｅｎｔｌｏｉｍｒｐｓｄａｄｉａｓｙｅｏｏｔｓｓａａｄｓｅ — ｎｔｎｍｅｈｄ，ａｄａａｎｏｈｓｂｓｓａｎｗｄｘｂｓｄＧＧＨＴ（－ａｉｔｏｏｎｇｉｎｔｉａｉｅｉｅ－ａｅｎＩＧＧＨＴ）ｄｔｉｓｍｉａｉｎａｇｒｔｍｒｐｓｄａａｄｓｅｎｔｏｌｏｉｈｉｐｏｏｅ．ｓＴｈｅｆｒｎｅａａｙｉｏｈｗｏａｇｒｔｍｓａｅｇｖｎａｄｃｍｐｒｄｔｈｒｇｎｌｅｐｒｏｍａｃｎｌｓｓｆｔｅｔｌｏｉｈｒｉｅｎｏａｅＯｔｅｏｉｉａＧＨＴｌｏｉｍｈｙｃｎｉａｇｒｔｈｔｅａｍ— ｐｏｅｔｅｅｅｇ－ｆｉｉｎｙａｄｔｅｃｍｐｅｉｆｔｅａｇｒｔａｏｅｎｉｃｅｓｄｍｕｈ，ＳｈｒｖｈｎｒｙｅｆｅｃｎｈｏｌｘｔｏｈｌｏｉｈｈｓｎｔｂｅｎｒａｅｃｃｙｍＯｔｅＧＧＨＴｎ－ａｄＩＧＧＨＴｒｗｏｅｅｇ－ｆｉｉｎａａｄｓｅｎｔｎａｇｒｔｓｆｒｔｅＷＳ．ａｅｔｎｒｙｅｆｅｔｄｔｉｓｍｉａｉｌｏｉｃｏｍｈｏｈＮｓ

无线传感器网络中的数据处理技术

无线传感器网络中的数据处理技术在当今数字化的时代，无线传感器网络正逐渐成为信息获取和处理的重要手段。

它广泛应用于环境监测、工业控制、智能交通、医疗健康等众多领域，为我们的生活和社会发展带来了极大的便利。

然而，要使无线传感器网络有效地发挥作用，其中的数据处理技术至关重要。

无线传感器网络由大量分布在监测区域内的传感器节点组成，这些节点通过无线通信方式相互连接，协同工作以完成对目标对象的监测和数据采集。

由于传感器节点的资源有限，包括能量、计算能力和存储容量等，因此对采集到的数据进行高效处理和优化传输成为了一个关键问题。

数据采集是无线传感器网络的基础环节。

传感器节点通过各种感知设备，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等，获取周围环境的相关信息。

然而，由于传感器的精度、环境干扰等因素的影响，采集到的数据往往存在噪声和误差。

为了提高数据的质量，需要采用数据清洗和预处理技术。

数据清洗旨在去除明显的错误和异常值，而预处理则可以通过数据平滑、归一化等方法，将原始数据转化为更便于分析和处理的形式。

数据压缩是另一个重要的数据处理技术。

由于无线传感器网络中传输的数据量通常较大，如果直接传输未经压缩的数据，会消耗大量的能量和带宽资源。

因此，采用有效的数据压缩算法，如无损压缩算法（如霍夫曼编码、游程编码等）和有损压缩算法（如基于变换的压缩算法），可以大大减少数据量，提高传输效率。

同时，在压缩过程中需要权衡数据失真和压缩比之间的关系，以确保在满足应用需求的前提下实现最大程度的压缩。

数据融合技术在无线传感器网络中也具有重要意义。

多个传感器节点可能会对同一目标进行监测，从而产生大量的冗余数据。

通过数据融合，可以将来自多个节点的相关数据进行综合处理，去除冗余信息，提取出更有价值的综合数据。

这不仅可以减少数据传输量，还能提高数据的准确性和可靠性。

常见的数据融合方法包括基于统计的融合、基于决策的融合和基于人工智能的融合等。

在数据传输方面，路由协议的选择对数据处理也有着重要影响。

传感器网络中基于网格的功率控制算法

２ＣｌｇｆｍｐｔｒｄＣｍｍｕｉａｏ，ｎｎｖｒｉ，ｈｇｈ１０２．ｏｌｅｏｅＣｏｕｅｏｎａｎｃｔｎＨｕａＵｉｅｓｙＣａｓａ０８）ｉｎｔｎ４
［ｓａｔＡｂｔｃ］Ａｉｎｔｔｅｐｏｌｍｆ“ ｏｓｏｓｎＷｉｌｓｅｓｒＮｅｗｏｋ（Ｓ）ａｇｉ—ａｅｏｒｃｎｒｌａｏｉｍｈｃｉｉｅｒｍｉｇａｈｒｂｅｏｈｔｐｔ ”ｉｒｅｓＳｎｏｔｒｓＷＮｓ，ｒｂｓｄｐｗｅｏｔｌｒｅｄｏｇｔｗｉｈｄｖｄｓａｈ
Ｅ（，） × ｄ＝ｋＥｋ＋ｅ舢ｘ × ａｄ（１）
（）２
种功率控制策略来平衡各节点的能耗，但该策略会导致整
个网络的能耗增大，不能有效延长网络寿命。文献【］４假定节点均匀布置在一个监测区域为长方形的网络中，为提高整个网络的数据容量，提出一种非均匀分布节点初始能量的方法，但该方法在实际应用中较难实现。文献【】出一种基于非均５提匀分簇的路由协议ＥＵＣＥＥ，ＥＵＣ中用到了一些参数，文中没有说明参数的选取方法，算法的性能难以达到最优。文献【］出针对圆盘形传感器网络最大化寿命的非均衡分簇６提
ｓｐｒｏｏｏｅｓｉｎｒｙｂｌｃｎ．ｕｅｎ
［ｙｗｏｄｌｓｎｏｅｗｏｋ；ｒ；ｏｒｏｔｌｔｎｍｉｉｎｒｄｕＫｅｒｓｅｓｒｔｒｓｇｉｐｗｅｎｒ；ａｓｓｏｉｓｎｄｃｏｒｓａ
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无线传感器网络的位置定位与跟踪

无线传感器网络的位置定位与跟踪无线传感器网络（Wireless Sensor Networks）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络，这些节点能够通过无线通信相互连接并协同工作。

传感器网络的位置定位与跟踪是该领域的一个重要研究方向，它可以广泛应用于环境监测、智能交通、军事侦察等各个领域。

1. 引言无线传感器网络的位置定位与跟踪是指通过已部署的传感器节点获取目标节点的位置信息，并实时地追踪其运动轨迹。

由于传感器节点的资源受限以及网络环境的不确定性，传感器网络的定位与跟踪成为一个具有挑战性的问题。

本文将介绍一些常见的无线传感器网络定位与跟踪技术。

2. 基于距离测量的定位方法基于距离测量的定位方法是一种常见且有效的传感器网络定位技术。

该方法通过测量传感器节点之间的距离来推算目标节点的位置。

常见的距离测量方法包括基于信号强度的距离估计、时间差测量和角度测量等。

这些方法在定位精度和复杂度上存在差异，研究者们不断探索着如何提高定位精度和降低计算复杂度。

3. 基于信号强度的定位方法基于信号强度的定位方法是一种简单且易于实现的传感器网络定位技术。

该方法通过测量目标节点接收到的信号强度来推算其距离。

然而，由于信号在传输过程中会受到阻尼、衰减和多径效应的影响，使得基于信号强度的定位存在较大的误差。

为了克服这一问题，研究者们通常采用校准算法来提高定位精度。

4. 基于时间差测量的定位方法基于时间差测量的定位方法是一种通过测量目标节点接收到信号的到达时间差来推算其距离的传感器网络定位技术。

这种方法通常借助全球定位系统（Global Positioning System, GPS）以及同步算法来精确测量时间差。

然而，GPS在室内环境下信号弱化，导致精度下降；同时，同步算法的复杂度较高，使得该方法的应用受到限制。

5. 基于角度测量的定位方法基于角度测量的定位方法是一种通过测量目标节点和传感器节点之间的角度来推算其位置的传感器网络定位技术。

一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议

（．１中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙４０７；１０５２湖南财政经济学院网络化系统研究所，．湖南长沙４００１２５；
３中佛罗里达大学电气工程和计算机科学系，．美国奥兰多１２５）６４０摘要：为延长网络生存时间，出了一种基于网格的无线传感器网络分簇路由协议。整个网络分成若提
ｐｏｏｏｆｃｉｅｙｂｌｎｅｈｎｒｙｃｎｕｔｎｆｒｓｎｏｏｅｎｗｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋｎｉｎｆａｔｒｔｃｌｅｆｔｌａａｃｓｔｅｅｅｇｏｓｍｐｉｅｓｒｎｄｓｉｉｅｅｓｓｎｏｅｗｒｓａｄｓｉｃｎｌｅｖｏｏｇｉｙ
ｃｕｔｒｅｂｒｃｎａｊｓｃｕｔｒｉｃｏｄｎｃｌｎｏｍｔｎＳｌｉｓｌｈｗｔｅｒｐｓｄｒｔｇｌｓｍｅｓａｄｔｌｓｚａｃｒｉｔｌａｉｒａｉ．ｉａｏｒｕｔｓｏｏｏｅｕｉｅｍｕｅｓｅｇｏｏｆｏｍｕｔｎｅｓｈｐｏｎ
干个虚拟网格，每个虚拟网格形成一个簇，采用唯一簇头选举法产生簇头，簇内成员可以根据局部的信且息调整簇的大小，到节省能量的目的。仿真实验和分析表明：协议能均衡网络能量，长网络的生存达该延
时间。
关键词：无线传感器网络；网格；簇头
ＡｂｔａｔＴｏｐｒｌｎｒｌｓｅｏｅｗｏｋｓｌｆｔｍｅ，ｌｔｒｎｏｉｇｐｏｏｏｏｒｄｂａｅｒｌｓｅｓｒｓｒｃ：ｏｏｇｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｔｒｉｅｉａｃｕｓｅｉｇｒｕｔｎｒｔｃｌｆｒｇｉ — ｓｄｗｉｅｅｓｓｎｏｎｅｗｏｋｓｐｏｏｅＷｈｌｅｗｏｋｉｉｉｄｉｔｏｉｔａｒｄｓａｄｓｎｓｒｎｏｅｎｅｃｒｄｆｒａｃｕｔｒｔｒｓｉｒｐｓｄ．ｏｅｎｔｒｓｄｖｄｅｎｏｓｍｅｖｒｕｌｇｉｎｅｏｄｓｉａｈｇｉｍｌｓｅｏｒｓｃｉｅｙ，ｎｉｕｅｃｕｔｒｈａｌｃｉｎｍｅｈｄｉｅｏｅｅｔｃｕｔｒｈａＩｒｅｏｓｖｅｗｏｋｅｒｙ，ｅｐｅｔｖｌｕｑｌｓｅｅｄｅｅｔｏｔｏｓｕｓｄｔｌｃｌｓｅｅｄ．ｎｏｄｒｔａｅｎｔｒｎｅｇ

无线传感器网络中基于网格的目标跟踪算法

维普资讯
年１２月
南京邮电大学学报（自然科学版）ＪｕｎｌｆａｊｇＵｉｒｉｆｏｔａｄＴｌｏｕｉｔｎ（ａｒｌｃｅｃ）ｏｒａｏｎｎｎｅｓｙｏｓｎｅｃｍｍｎｃｉｓＮｔａＳｉｅＮｉｖｔＰｓｅａｏｕｎ
１引言
随着微电子系统、线通信、号处理这３个技无信
标跟踪应用由于涉及到协同信息处理、息驱动路信由、据关联分析等相关方面，直作为ＷＳ的难数一Ｎ
点问题而倍受关注，多文献从各个方面对目标跟很踪进行研究，这些算法的一个共同特点是：分考虑充
中，该算法在降低计算复杂度、高算法适用范围方面都有显著改进。最后在仿真环境中验证了基提
于网格的目标跟踪算法的有效性。关键词：无线传感器网络；目标跟踪算法；网格；息贡献量信
中图分类号：Ｎ１．Ｔ３３Ｔ９１７；Ｐ９文献标识码：Ａ
ｏｅｉｗｅｐｏｏｅｉｂｓｄａｇｒｔｍｅｕｎｉｌＢａｅｉｎｆｔｒ．Ｍｅｓｒｆｉｆｒｔｎｃｎｒｂｕｉｎｆｒｂｌｆ，ｒｐｓｄａＧｒｄ— ａｅｌｏｉｈｆｒＳｑｅｔａｙｓａｌｅｎｇｅｏｉｉａｕｅｏｎｏｍａｉｏｔｏｉｔｏｃｎｂｅｔｍａｅｗｉｈｕｈｖｎｏｉｓｃｍｍｕｎｃｔｔｅｅｓｒｄｔｈｏｇＧｒｄ— ｓｄｌｏｔｍａｄＴａｇｔａｅｓｉｔｄｔｏｔａｉｇｔｆｔｏｒｉａｅｈｓｎｏａａｔｒｕｈｉＢａｅａｇｒｈｉｎｒｅ

无线传感器网络中基于网格信任度的可靠覆盖算法研究

ｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｒｅｌｉａｂｌｅｃｏｖｅｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｔｒｕｓｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｆｒａｍｅｗｏｒｋ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｄａｒｅｌｉａｂｌｅＣＯＶ－ｅｒａｇｅａｌｇｏｉｔｒｈｍｂａｓｅｄｏｎｇｒｉｄｔｒｕｓｔｖａｌｕｅ．Ｔｈｅｌｇａｏｒｉｔｈｍｐｅｆｒｏｒｍｅｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｓｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｏｎｎｏｄｅｓ，ａｎｄ
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｌｉａｂｌｅｃｏｖｅｒａｇｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｇｒｉｄｔｒｕｓｔｖａｌｕｅｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ
ｔｒｏｎｉｃ＆ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＭａｏｎｉｔｏｂａ，ＷｉｎｎｉｐｅｇＣａｎａｄａＲ３Ｔ２Ｎ２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｎｏｄｅｓｃａｎｅａｓｉｌｙｓｕｆｅｒｆｒｏｍｖａｒｉｏｕｓａｔｔａｃｋｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｏｖｅｒａｇｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ

无线传感网络的数据处理与分析方法

无线传感网络的数据处理与分析方法无线传感网络是一种由大量传感器节点组成的无线通信网络。

它能够实时收集和传输环境数据，广泛应用于农业、环境监测、智能交通等领域。

然而，传感器节点收集的数据量庞大，需要进行有效的处理和分析，以获取有价值的信息。

本文将介绍无线传感网络的数据处理与分析方法。

在无线传感网络中，传感器节点收集到的数据具有时空相关性和时变性。

因此，为了有效地处理和分析这些数据，需要采用适当的方法。

我们可以采用数据压缩方法来减少数据量和传输开销。

传感器节点采集到的原始数据可以通过压缩算法进行压缩，减少数据的冗余性和重复性。

常用的压缩方法包括差值压缩、小波变换和熵编码等。

通过压缩数据，可以减少传感器节点之间的通信开销，提高传输效率。

对于无线传感网络中的时空相关数据，我们可以采用空间插值方法来估计缺失的数据值。

传感器节点之间的距离可能不均匀，导致数据缺失或不完整。

空间插值方法可以通过已有的数据值来推测缺失位置的数据值，以获取完整的数据集。

常用的空间插值方法包括克里金插值、反距离加权插值和最近邻插值等。

为了更好地理解和分析无线传感网络中的数据，我们可以采用数据挖掘和机器学习方法来发现数据中的隐藏模式和规律。

数据挖掘技术可以通过对数据的聚类、分类、预测等操作，提取有用的信息和知识。

机器学习方法可以通过对数据的训练和学习，建立模型并进行预测和分类。

常用的数据挖掘和机器学习算法包括决策树、支持向量机、神经网络和聚类算法等。

为了提高数据的可视化效果和用户的交互性，我们可以采用可视化和交互分析方法来展示和分析无线传感网络中的数据。

可视化技术可以将数据以图表、图形等形式呈现，帮助用户更直观地理解数据的分布和趋势。

交互分析方法可以让用户通过交互式操作对数据进行筛选、过滤和排序，从而深入分析数据。

为了保障数据的安全性和隐私性，我们还需要采取数据加密和身份认证等方法来保护数据的传输和存储。

数据加密可以确保数据在传输过程中不被窃取和篡改，身份认证可以限制对数据的访问和操作。

能量高效的无线传感器网络空间范围查询处理算法

查询结果．中提出了一种能量高效的算法ＥＡ（ｎｒｙｅｔｉｎｐｔｌｉｄｗｑｅｙｐｏｅｓｇＡｌｏｉｍ）它将文ＳＥｅｇ－ｆｃｔａｉｎｏｕｒｒｃｓｉｇｒｈ．ｉｅＳａｗｎｔ
查询区域划分为若干个网格，个网格中有一个簇头节点负责收集所在网格中其它节点的感知数据，这些数据每对
根据ＥＡ的能耗公式给出了两种网格划分和簇头节点选择算法，降低算法分发查询消息消耗的能量．计了一Ｓ以设
种利用节点冗余保证查询处理过程鲁棒性的算法，免了ＥＡ因节点失效而中断．出了两种感知数据收集算避Ｓ提法，减少簇头节点收集其邻居节点感知数据的能耗．后，ＥＡ算法和现有的１ＱＥ算法（ｔｅａｙｂｓｄ以最对ＳｗＩｎｒｒａｅｉ
ＬＩＩｉｎＱＩＸｉｏＬｎＺＨＥＮＧｉｎＬＩＢｎＵａｇＮａｉＧｕ— ＮｅｇｏＨａ
（ｏｌｅｆＩｆｒｔｎＳｉｎｅ＆ＴｃｎｌｇＮａｊｎｎｖｒｉｆＡｅｏａｔｃａｄＡｓｒｎｕｉｓＣｌｇｎｏｍａｉｃｅｃｅｏｏｅｈｏｏｙ，ｎｉｇＵｉｅｓｔｏｒｎｕｉｓｎｔｏａｔ，Ｎａｊｎ２０１）ｙｃｎｉｇ１０６
ＡｎＥｎｒｙＥｆｉｉｎｔＳａｉｌＷｉｏＱｕｒｏｅｓｇＡｌｏｉｍｎｅｇ－ｆｃｅｐｔａｎｄｗｅｙＰｒｃｓｉｇｒｔｎｈｉ

一种基于网格的无线传感器网络路由协议研究

２√２
时，就能保证对角的相邻网格间节点的通信畅通，满足八向
其他节点进入休眠状态，以降低能量消耗，少数据冗余。减
不过ＧＦ协议的簇首节点切换比较频繁，Ａ能耗较大，有没提出适应于网格模型的网问路由算法。ＧＩ协议中在ＲＤ每个网格选取一个节点作为网关，负责所有经过本网格的数据包的转发，由采取从网格到网格的方式，由过程借路路
（Ｎ）ｈｃｒｆｔａｇｃｌａｄｈｈｄｎｉ，ｓｄｆｈｅｌｉｕｖｉａｃｎｕｄｎｅｅｔＷＳｓｗｉａｏｈｌｅｓａｅｎｉｅｓｙｕｅｒｔｅｒａｔｓｒｅｌｎｅａｄｓｄｅｖｎｈｅｅｒｇｔｏ —ｍｅｌ
２０年第２卷第１期０８７１
传感器与微系统（ｒｓｕｅａｄｉｏｙｅｅｈｏｇｓＴａｄｃｒｎｃｓｔＴｃｎｌｉ）ｎＭｒｓｍｏｅ
６９
一
种基于网格的无线传感器网络路由协议研究
郑锴，童利标，汪艳红，刘东
ＡｂｔａｔＡｅｇｉ — ａｅｏｔｇｐｏｏｏ－ＧＰｐｏｏｏｓｒｓｎｅｏｈｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋｓｒｃ：ｎｗｒｂｓｄｒｕｉｒｔｃｌＢＲｒｔｃｌｉｄｎｐｅｅｔｄｆｒｔｅｗｉｅｓｓｎｏｅｗｒｓｅ
Hale Waihona Puke Ｋｅｏｄ：ｗｒｌｓｓｎｏｎｔｏｋ（Ｎ）ｒｕｉｇｐｏｏｏ；ｇｄｙｗｒｓｉｅｓｅｓｒｅｒｓＷＳｓ；ｏｔｒｃｌｒｅｗｎｔｉ

无线传感器网络中的数据收集与处理方法

无线传感器网络中的数据收集与处理方法无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由许多小型、低功耗的传感器节点组成的自组织网络。

这些传感器节点可以感知不同的环境参数，并将采集到的数据传输给基站或其他节点进行处理。

在WSN中，数据的收集和处理是至关重要的环节。

本文将探讨WSN中常用的数据收集和处理方法。

一、数据收集方法1. 单跳数据收集：在单跳数据收集方法中，每个传感器节点直接将自己采集到的数据发送给基站或其他节点。

这种方法简单直接，但会导致大量的数据传输和能量消耗。

适用于小规模的传感器网络。

2. 多跳数据收集：多跳数据收集方法中，传感器节点之间通过中继节点进行数据传输。

中继节点接收到数据后，再转发给基站或其他节点。

这种方法可以减少数据传输的距离和能量消耗，适用于大规模的传感器网络。

3. 基于数据聚合的收集：数据聚合是指将多个传感器节点采集到的数据进行合并处理，以减少数据量和能量消耗。

常见的数据聚合算法有平均聚合、最大最小值聚合等。

这种方法可以提高网络的能量利用率，延长网络的生命周期。

二、数据处理方法1. 数据压缩：数据压缩是指利用数学模型和算法对采集到的原始数据进行压缩编码，以减少数据的存储和传输空间。

常见的数据压缩算法有差分编码、小波压缩等。

数据压缩可以减少数据传输的延迟和能量消耗。

2. 数据挖掘：数据挖掘是指对传感器网络中大量的数据进行分析和挖掘，以发现其中的规律和模式。

常见的数据挖掘方法包括聚类、分类、关联规则挖掘等。

数据挖掘可以帮助用户更好地理解和利用传感器网络中的数据。

3. 事件检测：传感器网络中常常需要检测特定的事件或异常情况。

事件检测方法通过对传感器节点采集到的数据进行分析和比较，判断是否发生了特定的事件。

常见的事件检测方法有阈值检测、模式匹配等。

事件检测可以实时地监测和报警，提高网络的实时性和可靠性。

三、数据收集与处理的优化1. 路由算法优化：传感器网络中的路由算法对数据收集和处理的效率有着重要影响。

无线传感器网络题

无线传感器网络题(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--《无线传感器网络》一、填空题（每题4分，共计40分）1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者)传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信2.常见的同步机制：RBS（Reference?Broadcast?Synchronization），Ting/Mini-Sync和TPSN（Timing-sync?Protocol?for?Sensor?Networks）3.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术4.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩散阶段、梯度建立阶段、数据传播阶段、路径加强阶段5.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术6.IEEE 标准主要包括：物理层、介质访问控制层7.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成8.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测9.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHz 、915MHz、、5GHz10.传感器网络的电源节能方法：休眠（技术）机制、数据融合11.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题 (2) 点到点的消息认证问题 (3)完整性鉴别问题12.基于竞争的MAC协议S-MAC协议 T-MAC协议 Sift协议13.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成14.故障修复的方法基于连接的修复基于覆盖的修复15.基于查询的路由定向扩散路由谣传路由二、问答题（每题10分，共计60分）1.简述无线传感器网络系统工作过程，传感器节点的组成和功能。

基于网格的无线传感器网络节能路由算法

第３７卷第９期
、０．７，１３
・
计
算
机
工
程
２１年５月０１
Ｍａ２１ｙ０１
ＮＯ．９
ＣｏｍｐｔｒＥｎｉｅｒｎｕｅｇｎｅｉｇ
网络与通信・
文章编号：０ｏ３８ｏ１＿ｌ —０１ｏ＿４（１ｏ０４３＿２２）４
（ｏｌｇｆｃｅｃ，ｄａｉｅｓｔＸｉｎ７０７，ｉａＣｌｅｉｅＸｉｉＵｎｖｒｙ ’ １０Ｃｈｎ）ｅｏＳｎｎｉ，ａ１
［ｓｒｃＩＴｓｌｅｔｅｐｏｌｆａａｒｄｎａｃｎｎｒｙｗｓｇｎｈｇ —ｅｓｙｅｖｒｎｅｔｔｉｐｐｒｒｓｎｓｎｅｅｇ —ｆｃｎＡｂｔａｔｏｒｏｖｒｂｅｏｔｅｕｄｎｙａｄｅｅｇａｔｅｉｉｈｄｎｉｎｉ￣ｎｓｈｓａｅｅｅｔａｎｒｙｅｆｉｔｅｈｍｓｄａｔｏｎ，ｐｉｅ
文献标识码：Ａ
中圈分类号：Ｐ９Ｔ３３
基于网格的无线传感器网络节能路由算法
李莎，刘三阳，冯海林
（安电子科技大学理学院，西安７０７）西】０１
接
要：为避免高密度节点导致的数据冗余和能量浪费，提出一种节能路由算法。将检测区域分割成若干等同的虚拟网格，在每个网格中
ＥｎｅｇｆｃｅｔＲｏｔｎｇＡｌｏｉｈｍｓｄｏｒｄｒｙＥｆｉｎｕｉｇｒｔｉＢａｅｎＧｉｉｉｅｅｓＳｅｏｅｗｏｋｓｎＷｒｌｓｎｓｒＮｔｒ

一种无线传感器网络节点局部动态自组织方法

的状态，因此，能够获得最佳监测效果。仿真实验表明，在探测目标不断运动的情况下，算法能很好地进行活跃节点的选择，实现能量在全局的均衡使用，大大提高了网络生存期。
关键词：水环境监测；线传感器网络；无元胞自动机；态簇动中图分类号：Ｐ０．Ｔ３１６文献标志码：Ａ文章编号：６１０３（０１Ｏ１７ — ４６２ｌ）２—００Ｏｏ１一８
第２４卷第２期２１０１年４月
常州工学院学报
ＪｕｎｏｆＣｈａｇｚｏｎｔｔｅｏｃｎｌｇｏｒ￣ｎｈｕＩｓｕｔｆＴｅｈｏｏｙｉ
ＶＯ．４Ｎｏ２１２．
Ａｐ．０１ｒ２１
一
种无线传感器网络节点局部动态自组织方法
信号强度也随之不同。因此，传感器节点状态（休眠或活跃）的转换不能仅考虑相邻节点状态，还应该考虑目标信息的影响。基于此，根据目标运动的当前测量数据或者历史记录确定目标的运动特征，然后结合目标的当前位置、速度、运动方向等信息预测目标的未来位置，无线传感器网络据此决定监测节点加入与退出簇，以获得目标信息的最大收益及其代价的最小消耗。１１模型建立．
ｒｕｄｔｅｏｊｔ，ｂｅｔｅｔｏｉｒｇｒｕｔＴｅｓｌｔｎｒｓｔｓｏａｅａｏｔｍａｏｎｂｓｉｉａｌｔｇｔｈｂｓｍｎｔｉｅｓｈｉａｏｕｓｈｗｔｔｈｌｒｈＣｈｃｅｔｓｅｏｅｏｎｓ．ｌｍｕｉｅｌｈｔｇｉｎ

无线传感器网络中基于动态规划的节点高效部署算法

无线传感器网络中基于动态规划的节点高效部署算法作者：许秀兰李克清来源：《计算机应用》2013年第11期摘要：针对传感器提供的信息不可靠导致的节点部署问题，研究了4种不同的静态无线传感器网络（WSN）部署形式，并将这4个组合优化问题归纳为NP完全问题，提出了一种基于动态规划的不确定性感知节点部署算法进行求解。

算法首先为感兴趣区域内的传感器节点找到其最佳的K个部署位置，然后从K个部署位置中选择最优部署方案。

该算法能够在保证覆盖范围和连接性的前提下确定最小数量的传感器及其位置。

仿真实验结果表明，相对于当前最新的其他传感器部署策略，所提算法在均匀覆盖、优先覆盖要求以及网络连接性下的性能都更优。

关键词：无线传感器网络；节点部署；NP完全问题；动态规划；节点数目0引言综合了无线通信技术、传感器技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术的无线传感器网络（Wireless Sensor Network， WSN），是目前国际上前沿热点的研究领域。

传感器部署问题作为无线传感网络的一个基本问题，近年来引起广泛关注[1-4]。

实际上，在感兴趣区域（Region of Interest， RoI）部署的传感器数量及其位置，决定了网络的拓扑结构，进而影响网络诸多内在属性，比如覆盖范围、连接性、成本及运行寿命等。

因此，一个无线传感网络的性能很大程度上取决于传感器的部署。

本文主要针对高效的传感器节点部署算法进行了研究，本文工作原创性贡献有：1）将静态无线传感网络部署问题描述为4种具体情况。

2）根据基于证据的传感器覆盖模型，提出了四种不确定性感知部署算法：SE2BDA（simplified algorithm of efficient evidencebased sensor deployment algorithm）、E2BDAP（efficient evidencebased sensor deployment algorithm preferential coverage objective）、E2BDAC（efficient evidencebased sensor deployment algorithm preferential network connectivity objective）和E2BDA。

《无线传感器网络技术与应用开发》习题与答案

第一章一、填空题：1．传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户（观察者）。

2．传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理_、发布感知信息_。

3．无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信。

4．1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。

5．2006年10月，在中国北京，中国计算机学会传感器网络专委会正式成立，标志着中国WSN技术研究开始进入一个新的历史阶段。

6．网络中间件完成无线传感器网络接入服务、网络生成服务、网络自愈合服务、网络连通等。

7．无线传感器网络的核心关键技术主要包括：组网模式、拓扑控制、媒体访问控制和链路控制、路由、数据转发及跨层设计、QoS保障和可靠性设计、移动控制模型。

8．无线传感器网络的关键支撑技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定信技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等。

9．无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络。

10．传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块、和能量供应模块四部分组成。

二、简答题1．请简述无线传感器网络的定义。

答：无线传感器网络可以定义为：无线传感器网络就是部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络的网络系统，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。

2．无线传感器网络具有哪些特点？答：无线传感器网络具有许多其鲜明的特点：(1) 电源能量有限传感器节点体积微小，通常携带能量十分有限的电池。

(2) 通信能量有限传感器网络的通信带宽窄而且经常变化，通信覆盖范围只有几十到几百米。

(3) 传感器接点的能量、计算能力和存储能力有限(能量、计算存储低、关键在有效简单的路由协议)。

(4) 网络规模大，分布广传感器网络中的节点分布密集，数量巨大。

基于网格的无线传感器网络分簇方法

基于网格的无线传感器网络分簇方法
刘俊锋，高随祥
（中国科学院研究生院，北京１０４）００９
摘要：由于无线传感器网络的能量约束，以为了延长网络寿命，无线传感器网络的网络层路由技术的研究至关重要。所对
网络分簇是无线传感器网络中的一个重要研究课题。主要研究传感器节点均匀分布的网络中簇的划分方法，出了一种能得
ｇｖｎｔｎｕｅｔａｓａｅａｓｔｄｔａｅ — ｔｔｎｉｅｅｓｒｔｏｈｍｅｓｇｓｉｔｎｍｉｅｂｓｄｓｉ．ｓｒｔｏａｏＫｅｒｓＷｉｌｓｅｓｒｔｏｋ；Ｃｌｓｅ－ｓｄＧｒｄＣｌｓｅ－ａ；ＮｏｅＢａｅ — ｔｔｏｙｗｏｄ：ｒｅｓＳｎｏｗｒｓｅＮｅｕｔｒＢａｅ；ｉ；ｕｔｒＨｃｄｄ；ｓｄＳａｉｎ
文献标识码：Ａ
文章编号：００７２２０）９２２—３１０ —０４（０７０ —０３０
Ｇｒｄｂｓｄｃｕｔｒａｔｉｎｍｅｈｄｉｒｌｓｅｓｒｅｗｏｋｉ — ａｅｌｓｅｒｉｏｔｏｗｉｅｓｓｎｏｔｒｓｐｔｎｅｎ维普资Βιβλιοθήκη 第２卷第９８期
ＶＯ．１２８ＮＯ９．
计算机工程与设计
ＣｏｍｐｔｒｇｎｅｉｇａｄＤｅｉｎｕｅＥｎｉｅｒｎｎｓｇ

网格法在无线传感器网络部署中的应用

中图分类号：Ｔ１Ｎ９９文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）３１００００９８（０２０－５－３０
Ａｐｌｃｔｏｆｇｉｅｈｄｉｅｏｍｅｔｏｒｌｓｐｉａｉｎｏｒｄｍｔｏｎｄｐｌｙｎｆｗｉｅｅｓ
ｃｖｒｇｒａａｈｅｒｅｆｃｅｔｃｖｒｇｒｔｒｃｍｐｅｏｅａｅａｅｓｎｄｔｉｆｉｉｎｏｅａｅａｅａｅｏｕｔｄ．Ｉｈｗｓｙｏｕａｉｎｎａａｙｉｈｔｗｈｎｔｓｏｂｃｍｐｔｔｏａｄｎｌｓｓｔａｅｓｎｓｒｉｅｌｙｄｉｈｏｆｅｕｉａｅａｔｉｎｌｔｅｄｅｌｙｎｔａｅｉｈｂｓａｔｈａｔｍａｌｓｅｏｓｄｐｏｅｎｔｅｆｒｏｑｌｔｒｌｒａｇｅｈｐｏｍｅｔｓｒｔｇｓｔｅｅｔｓｉｓｈｅｓｌｅｔｍｙｏｅｌｐｎｒａａｄｒｑｉｅｈｅｌａｔｎｖｒａｐｉｇａｅｎｅｕｒｓｔｅｓｕｍｂｒｏｅｓｒ．ｅｆｓｎｏｓＫｅｏｄｓ：ｇｉｔｄ；ｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｔｒｓ；ｓｎｓｒｄｐｏｙｗｒｒｄｍｅｈｏｒｌｓｅｏｅｗｏｋｅｏｅｌｙｍｅｔｆｃｅｔｃｖｒｇｎ；ｅｉｎｏｅａｅｉ
１０５
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒａｄＭｉｏｙｔｍＴｃｎｌｉｓＴａｓ年第３１卷第３期
网格法在无线传感器网络部署中的应用

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使得节点的计算和存储和通信能力较低，这要求设计低复杂度的查询处理技术ｌ．４最后，】传感器节点采用无线通信方式，网络的通信带宽有限，要求设计低通信量的查询处理技术．综合以上因素，设计一个低能耗、低发复杂度和低通信量的查询处理
０引言
无线传感器网络由大量具有处理、储和无线存
文章结构如下：２节提出基于动态网格的查第询处理方法，先给出了网络模型定义，下来依首接
次描述查询分发，询执行和聚集查询处理等技术查
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的自身特性为无线传感器网络中查询处理技术的研究带来了挑战．首先，传感器节点通常采用电池
供电，电池的更换和充电非常困难，要求设计低这能耗的查询处理技术．次，其传感器节点硬件限制，
个ａ×ａ的矩形区域．据节点功能的不同，们根我
文章编号：０８—１０２１）２— １１— ３１０４２（０１００８０
无线传感器网络中一种基于动态网格的查询处理方法①
任倩倩刘振尧２，
（．１黑龙江大学计算机科学与技术学院。黑龙江哈尔滨１００；．５０８２黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨１０８５００Ｊ
１２８
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佳木斯大学学报（自然科学版）
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１基于动态网格的查询处理方法
１１网络模型．
假设传感器网络的感知区域为一个二维平面，网络内个节点随机布置在监测区域内，每个节点都知道自己的位置通过ＧＳ或其他的定位技Ｐ术．个网络被划分为多个规则网个，整每个网格为
摘
要：为减少传感器网络能耗，文提出了一种基于动态网格的查询处理方法，方法可以本该
有效地利用节点的网格拓扑结构对查询进行优化，而减少数据发送量，从降低整个网络能耗．在模拟环境下验证了文中所提出方法的有效性．关键词：传感器网络；查询处理；集；聚网格中图分类号：Ｔ３３０Ｐ９．１文献标识码：Ａ
第２９卷第２期
２１年ｏ月０１３
佳木斯大学学报（自然科学版）
ＪｕａｏａｕｉｎｖｒｔＮｔｒｃｎｅＥｉｏ）ｏｒｌｆｉｍｓＵｉｓｙ（ａａＳｉｃｄｔｎｎＪｅｉｕｌｅｉ
Ｖ０．９Ｎｏ２１２．Ｍａ．ｒ２１０１
内节点为位于网格内的节点，当需要传输感知数据时，网内节点与网格节点通信，向网格节点发送感知数据．１为网络模型的一个实例，中绿色节图其点为网格节点，色节点为网内节点，色节点为白红
ｓｋ节点．ｉｎ
询处理方法．该方法首先根据ｓｋ节点位置在整ｉｎ个网络内构建网格结构．根据节点任务的不同将网络内节点划分为两类：网格节点和网内节点．网内节点负责收集感知数据，而网格节点聚集网内节点
通信能力的传感器节点组成．传感器节点具有体积小、成本低等特点，因此传感器网络在军事和民用等诸多领域具有广泛的应用。，例如：境监测、．环智能家居，医疗监护，灾难预报等．在无线传感器网
络的应用中，需要根据用户的特定查询需求，时实反馈感知数据，即为传感器网络的查询处理．询查处理是无线传感器网络的一项关键技术，而网络然
方法是无线传感器网络的一个关键问题．为解决上述问题，文提出一个能源有效的查本
将网络中节点划分为两类：网格节点和网内节点．网格节点为位于网格的一个交叉点或距离一个交叉点最近的节点，可以与其它网格节点通信．它网
通信范围相同，以为半径的圆盘区域．为为使任意
相邻网格节点可以相互通信，需要满足条件ａ＜Ｒ．
① 收稿日期：０１—０２１２—２３基金项目：龙江省教育厅科学技术研究面上项目（１３２６．黑１５１７）
作者简介：倩倩（９０，，任１８一）女黑龙江哈尔滨人，硕士，主要研究方向：数据库，无线传感器网格．
的数据并发送给ｓｋ节点．方法可以有效减少ｉｎ该数据发送量，约查询执行时间．节
传感器节点具有感知部件，以感知一些物理可属性，包括温度、光强、湿度和加速度等．传感器节点具有无线通信能力，这里假设网络中所有节点的