无线传感器网络中的分布式压缩感知技术

本文对无线传感器网络中分布式压缩感知的几个关键技术进行了详细阐述。首先,简要论述了压缩感知方法的基本原理;其次,分析了无线传感器网络中的分布式压缩感知技术与单个信号的压缩感知技术的区别,针对无线传感器网络中联合稀疏模型的建立、分布式信源编码以及联合稀疏信号的重构技术等问题进行了详细讨论;分析了在无线传感器网络的实际应用中,联合稀疏模型、分布式信源编码方式及联合稀疏信号重构方法的性能。最后,对无线传感器网络中分布式压缩感知技术的未来研究方向进行了展望。      

传感器网络中基于时空相关性的压缩感知算法

传感器网络节点的能量有限,为节省传感器节点的能耗,提出了利用节点内及节点间的时空相关性的压缩感知模型及算法,减少了通信的数据量,进一步节省了能耗,延长了网络的生命周期。算法在分簇协议和多跳路由优化的基础上,在簇头节点运用较为简单的压缩感知压缩测量方法,降低了计算复杂度。通过对实测数据的误差分析及能耗仿真,验证了该模型及算法的有效性和实用性。     

分布式信源编码的压缩感知技术在无线传感器网络中的应用

文章提出了分布式压缩感知理论,利用传感器节点的数据相关性,把单个信号的压缩采样扩展到信号群的压缩采样,可以实现无线传感器网络的数据重构,减少节点的通信开销,降低整个网络的能耗。     

无线传感器网络中基于数据融合树的压缩感知算法

针对无线传感器网络能量有限等特点,将路由策略考虑到投影矩阵的设计中,该文提出了基于数据融合树的压缩感知算法(Compressed Sensing algorithm based on Data Fusion Tree,CS-DFT)。该算法采用稀疏投影矩阵最小化通信消耗,在生成数据融合树的同时减小投影矩阵与稀疏基之间的相关度以保证数据的重构质量。仿真结果表明,该文提出的算法不仅在重构质量和能量消耗之间做到了很好的平衡,同时对于不同稀疏基下的数据也有较高的适应性。     

适用于无线传感器网络的层次化分布式压缩感知

分布式压缩感知(Distributed Compressed Sensing, DCS)是在无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)中减少数据传输量、降低能量消耗的有效手段。该文面向分簇WSN,提出层次化分布式压缩感知(Hierarchical Distributed Compressed Sensing, HDCS)。在利用簇内DCS消除簇内时间、空间冗余的基础上,利用簇间DCS消除簇间空间冗余,减少簇头的数据发送量。针对分簇WSN采集信号的结构化稀疏特性,建立块稀疏簇内联合稀疏模型与块稀疏簇间联合稀疏模型,提出HDCS观测方案与层次化联合重构算法。仿真结果表明,与普通DCS相比,HDCS在保证重建信号质量的同时,能够有效减轻簇头的通信负担,并显著降低Sink上的信号重构时间。     

基于压缩感知的无线传感器网络多目标定位算法

目标定位是无线传感器网络的重要应用场景。该文提出了一种将压缩感知应用于无线传感器网络多目标定位的方法,把基于网格的多目标定位问题转化为压缩感知问题。应用多分辨率分析的思想,设计了迭代回溯的压缩感知算法,该方法的特点是可同时进行多目标定位,并且大大减少了网络通信的数据量从而延长网络寿命,代价是融合中心的算法复杂度的增加。仿真结果显示,采用迭代回溯算法定位精度提高了50%以上,具有较好的多目标定位效果。     

基于压缩感知的无线传感器网络数据收集方案

提出一种应用于大规模环境监测领域无线传感器网络(WSN)中改进的基于压缩感知(CS)数据收集方案。该方案改进联合稀疏模型(JSM)进行数据分析;并采用分簇路由采集并传输数据,即每簇簇内使用基于CS的数据收集方法,簇头之间采用最短路径路由到达汇聚节点。仿真结果表明,该方案不仅缩小了数据处理的分布范围,降低了恢复误差,而且大大减少了数据传输次数,维持了整个网络的能耗平衡。     

基于扰动压缩感知无线传感器网络的数据安全机制研究

无线传感器网络低成本灵活易组织,部控传感器节点采集敏感数据,利用无线信道方便传输数据的同时也面临很大的安全威胁.无线传感器网络受自身资源的限制,传统无线网络安全防护机制无法直接应用于此.针对数据相关性的多跳无线传感器网络中的数据泄露、毁坏、篡改和伪造,提出一种基于双重扰动压缩感知WSN轻量级高性能的数据传输安全机制,不...     

无线传感器网络中基于压缩感知的动态目标定位算法

传统的动态目标定位算法需要采集、存储和处理大量数据,并不适用于能量受限的无线传感器网络。针对该缺陷,该文提出一种基于压缩感知的动态目标定位算法。该算法利用目标的运动规律设计稀疏表示基,从而将动态目标定位问题转化为稀疏信号恢复问题。针对传统观测矩阵难以实现的缺陷,该算法设计可实现且与稀疏表示基相关性低的稀疏观测矩阵,从而保证了算法的重构性能。该算法的特点是可利用较少的数据采集实现动态目标定位,从而大大延长无线传感器网络的寿命。仿真结果表明,该文所提出的基于压缩感知的动态目标定位算法具有较好的定位性能。     

能量有效的无线传感器网络协作压缩感知机制

单一的稀疏基无法适应无线传感器网络节点压缩感知过程的复杂性,该文提出一种适用于无线传感器网络的协作压缩感知策略,根据各自的能量消耗状态,节点之间以协作的方式选择稀疏基,进而,通过冗余字典增大数据表示过程中的稀疏度,并有效地增强传输过程的鲁棒性,达到降低能耗的目的。仿真结果表明该文提出的策略能够有效地延长网络生存时间,同时,数据恢复的准确性得到了极大地改善。     

无线传感器网络中基于小波变换的分布式压缩感知技术

Wireless Sensor Networks (WSN ) are mainly characterized by a potentially large number of distributed sensor nodes which collectively transmit information about sensed events to the sink. In this paper, we present a Distributed Wavelet Basis Generation (DWBG) algorithm performing at the sink to obtain the distributed wavelet basis in WSN. And on this basis, a Wavelet Transform-based Distributed Compressed Sensing (WTDCS ) algorithm is proposed to compress and reconstruct the sensed data with spatial correlation. Finally, we make a detailed analysis of relationship between reconstruction performance and WTDCS algorithm parameters such as the compression ratio, the channel Signal-to-Noise Ratio (SNR), the observation noise power and the correlation decay parameter by simulation. The simulation results show that WTDCS can achieve high performance in terms of energy and reconstruction accuracy, as compared to the conventional distributed wavelet transform algorithm.     

压缩传感理论与重构算法

压缩传感理论(Compressive Sensing,CS)以远低于Nyquist采样频率的非适应性测量和优化方法高概率重构信号.本文介绍了CS的基本理论、重构算法,包括贪婪、凸优化方法及我们提出的MBOOMP算法;同时,采用0-1组成的随机信号进行性能比较的模拟实验,结果表明我们的算法优于传统的OMP算法.     

无线传感器网络中非GPS的定位算法

无线传感器网络中节点自定位一直是一个具有挑战性的研究课题。全球定位系统(GPS)是一种传统的定位技术,但是定位的准确性低且网络花费较大。通过分析现有的节点自定位算法,认为六边形节点自定位算法是比较优秀的非GPS算法,该算法基于蜂窝交叠的思想,节点仅使用简单的连接矩阵和信标帧中的定位数据就能自定位,且定位准确性高,最后提出了今后要做的工作。     

基于联合感知模型的无线传感器网络连通性覆盖协议

本文研究在没有节点位置信息的情况下,如何有效地保证节点采用联合感知模型且节点通信范围多级可调的无线传感器网络的覆盖质量和连通性.给出了在节点随机部署方式下,网络覆盖质量和网络连通性与工作节点个数、监测区域面积和节点性能参数的关系;设计了一个选取最少工作节点保证网络覆盖质量和网络连通性的调度控制算法(SCA),该算法力求...     

无线传感器网络研究概述

集中传感器、计算机以及通信技术的无线传感器网络技术由于其良好的性能以及广阔的运用空间,得到了广大学者的关注和研究。基于此介绍了无线传感器网络的基本概念、属性,讨论了无线传感器网络的关键技术,并就使用领域进行了阐述。     

基于RSSI的无线传感器网络环境参数分析与修正方案

定位技术是无线传感器网络数据采集的基础服务,而定位精度的高低在很大程度上取决于距离测量的精度。基于RSSI（接收信号强度）测距技术无须添加任何硬件设施、用较少的通信开销和较低的实现复杂度,十分适应于能量受限的无线传感器网络。通过对RSSI测距模型进行分析,并提出一种针对室内环境的参数修正方案。通过自行研发的传感器节点Ubicell上进行验证分析,实验表明,采用环境参数修正方案后,明显提高了测距的精度。     

基于无线传感网络的瓦斯监控报警系统

该文设计了以CC2430为核心的无线传感网络的瓦斯监控报警系统。该系统通过放置大量的无线传感器网络采集节点,实时进行节点处瓦斯浓度的采集和换算,并通过模糊PID控制实现节点附近的瓦斯浓度的智能化控制。     

无线传感器网络在国民经济中的应用

以数据为中心的面向应用的无线传感器网络是一种新型网络。其网络的特点决定了在军事和民用领域的应用很大机会。无线传感器网络特别适用于设备成本较低、传输数据量较少、使用电池供电并且要求工作时间较长的应用场合。随着关键问题的不断解决,无线传感器网络对未来社会进步将发挥巨大的作用。     

无线传感器网络数据自适应稀疏变换

针对无线传感器网络节点位置移动及传输干扰等因素可导致数据稀疏结构改变的问题,提出一种基于字典学习的无线传感器网络自适应稀疏变换方法。根据网络数据稀疏结构变化,自适应构建最优稀疏变换基,同时在字典学习问题中引入无线传感器网络数据稀疏基的可压缩约束,以满足无线传感器网络中大规模数据处理特点及稀疏变换的高实时性要求。理论分析和仿真结果表明,所提算法可有效提高无线传感器网络数据稀疏变换算法的顽健性,同时具有良好的实时性。     

无线传感器网络在医疗中的应用

首先简介无线传感器网络的体系结构以及无线传感器网络在医疗中的应用情况,接着对无线传感器网络医疗监护系统的体系结构以及监护节点的设计进行阐述,最后,阐述无线传感器网络应用到医疗监护时存在的挑战。