【摘 要】
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无线传感器网络(WSN)是一种资源受限的功能性网络,它通过向基站传输感知信息长期执行监控任务。网络节点传输、计算和存储能力十分有限,其能量一旦耗尽难以供给,所以如何高效节能地执行WSN的数据采集任务,同时均衡网络能耗并延长网络生命周期是WSN课题中一项重要的挑战。本文从优化网络性能的角度出发,结合压缩感知理论和移动代理技术,设计一种基于移动代理的WSN压缩数据采集方法,利用移动代理可以在网络节点间
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无线传感器网络(WSN)是一种资源受限的功能性网络,它通过向基站传输感知信息长期执行监控任务。网络节点传输、计算和存储能力十分有限,其能量一旦耗尽难以供给,所以如何高效节能地执行WSN的数据采集任务,同时均衡网络能耗并延长网络生命周期是WSN课题中一项重要的挑战。本文从优化网络性能的角度出发,结合压缩感知理论和移动代理技术,设计一种基于移动代理的WSN压缩数据采集方法,利用移动代理可以在网络节点间自主迁移等优点,给出WSN压缩数据采集模型与路由机制相匹配的方案,并用仿真工具对提出的算法进行验证,证明了模型的有效性。论文主要工作如下:(1)首先对移动代理模型进行研究,提出一种基于树型结构的移动代理路径规划算法(ITMIP),根据移动代理迁移特点和节点分布自适应地划分多个子区域,并拟合出最佳分区数,为子区域分配移动代理,通过一种基于树的贪婪策略得到移动代理最优访问路径,与现有算法相比,该算法具有更少的网络能耗和更短的服务时延;(2)在ITMIP算法基础上设计一种基于移动代理的压缩数据采集模型,充分考虑到将压缩感知应用到WSN中可能出现的问题,创新性地提出了分组投影的想法,增加单次投影的节点数并分配移动代理进行压缩采集,对比现有方法,本文方法有效减少了网络传输量,并有更好的能耗均衡度;(3)最后针对压缩采集的数据质量问题,利用一种统计模型周期性自适应地更新稀疏基和测量矩阵,来满足对数据重构精度的要求,算法具有较好的数据重构性能,对提出的模型实现了进一步完善。
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