WSN中基于贝叶斯压缩感知的信息隐藏传输研究

提出了一种无线传感器网络中,在压缩感知域内对敏感数据进行嵌入及提取的安全传输框架。在该框架中,传感器节点利用压缩感知技术对敏感数据进行编码,在基站端利用基于贝叶斯的压缩感知重构算法进行敏感数据的恢复。充分利用压缩感知技术特点,编码的复杂性转移到基站,而传感器节点仅需执行简单的线性运算,从而在实现敏感信息安全传输的同时减少了能量消耗。仿真结果表明,该算法能够在无线传感器网络中实现敏感数据的安全传输,并且具有抗噪性强的特点。     

基于分布式压缩感知的无线传感器网络异常数据处理

无线传感器网络的海量数据采集、传输和处理,对传感器节点的处理能力和功耗提出了严峻挑战,而且现实环境中传感器故障或者环境因素的突变会导致部分采集数据异常,而传统的数据处理方法无法对包含异常的数据进行有效的处理。针对上述问题,文中提出了两类无线传感器网络的异常数据模型,以及相应的基于分布式压缩感知的异常数据处理方法。通过协同的多个传感器进行数据压缩采样,当多个传感器采集的数据包含异常成分时,分布式压缩感知技术对数据中相同的正常分量进行一次统一重构,仅对不同的异常分量进行单独重构,从而避免了对相同数据分量的重复处理,提高了对包含异常成分数据处理的效率。另外,分布式压缩感知技术充分利用数据间的相关性,可有效减少传感器网络的数据采集量,加强其对抗异常数据的鲁棒性。对两类异常数据模型的数值仿真结果表明:相比于传统的基于单组测量值的压缩感知技术,基于分布式压缩感知技术的数据处理方法在提高异常数据重构准确率的同时,将采样数据量减少了约33%,证明了该方法的有效性。     

无线传感网中一种基于压缩感知的数据存储机制

能量有效地实现分布式数据存储是无线传感网中的一个研究热点。针对现有的存储算法的不足,提出一种基于压缩感知的分布式数据存储机制。首先对于各个传感器节点的数据基于压缩感知进行测量;然后从网络中随机选择Ns个节点作为源节点以概率p向其邻居广播自身的测量值,使得数据收集者只需要访问部分节点就能收集整个网络的测量值;最后在保证数据重构精度的前提下,通过优化测量矩阵和转发概率p,实现数据的高效存储。理论分析和仿真实验结果表明,该方法是有效的,在数据转发次数以及能量有效性等方面要优于传统的方法。     

分布式混合压缩感知无线传感器网络数据收集

在传感器网络数据收集过程中,降低网络传输量对于网络传输效率和生命周期的延长具有重要意义。结合压缩感知思想,设计了一种分布式混合压缩感知的无线传感器网络数据收集方法。首先通过基于k-means++的方法均匀聚类形成簇,各簇进行基于混合压缩感知的分布式数据收集,完成后通过建立骨干树将数据传输至sink节点。仿真结果表明,在给定的仿真工况下（压缩率为10,节点数为800）,与最短路径树混合压缩感知和最优树混合压缩感知算法相比,分别能减少40%和10%以上的传输量,与不使用混合压缩感知的收集方法相比减少70%以上的传输量;同时,节点传输量标准差由14.07和14.37和降低至11.85,置信区间大小由322.66和131.75降低至39.12,证明网络鲁棒性和负载均衡度均有提升。     

无线传感器网络数据融合技术

数据融合技术是无线传感器网络的一个关键技术,能减少传感器节点间的传输量,从而明显提高网络感知效能,延长网络生命周期,减小时间延迟。通过对尚处于研究阶段的数据融合技术进行详细分析与研究,阐述了数据融合技术的重要性,并分类介绍了现有的主要数据融合方法,最后指出该研究领域当前面临的挑战以及需要进一步研究的方向和有前景的研究课题——压缩感知。     

WSN中基于压缩感知的分簇数据收集算法

为减少无线传感器网络的数据通信量和能量消耗,基于WSN节点数据时空相关性的特性,提出一种将K-means均衡分簇和CS理论相结合的数据收集方法。首先,通过K-means聚类算法均匀划分网络成簇。然后,各簇首对采集到的数据进行基于时空相关性的压缩感知并传输至基站Sink节点。最后,Sink节点采用OMP算法对收集到的数据进行精准重构。仿真结果表明,该算法有效减少了无线传感器网络的数据通信量和压缩感知算法重构过程所需要的观测量。     

基于无线传感器网络的分布式信源编码方法

针对在无线传感器网络中节点能量有效性较低的问题,利用分布式信源编码方法,去除冗余并压缩节点发送的数据。将分布式信源编码方法与对应网络结构相结合,提出基于簇的无线传感器网络实现分布式信源编码方法。实验结果表明,该方法能节省网络中25％-30％的能量消耗。     

无线传感器网络基于压缩感知数据处理算法研究

无线传感器网络中的分布式数据处理处理时,会出现数据压缩率低和数据相关性差的特点,在数据采集和处理中采用分布式压缩感知算法.对基础矩阵和观测矩阵的合理建立,在满足无线传感器网络数据传输的可靠性同时,充分考虑数据之间的相关性,大大降低数据的冗余度,减少了数据量的传输.实验结果表明,在满足信号数据可靠性的同时,有效的增加了信号的压缩比,减少了节点数据采集量.     

基于压缩感知的无线传感器网络数据融合算法

无线传感器网络中存在大量的数据冗余,数据融合技术通过对采样数据进行压缩,消除冗余,有效的减少了节点发送的数据量,延长传感器网络的寿命．提出了压缩感知与数据转发相结合的数据融合算法,在网络采样数据收集的过程中根据节点的子节点个数选择利用压缩感知对数据进行压缩还是直接对数据进行数据转发．仿真结果表明,和基于压缩感知的数据融合算法相比,数据转发与压缩感知相结合的数据融合算法,有效地在平衡节点间负载的同时减少节点的发送量．     

基于CS和神经网络的传感器网络模式识别研究

当前,传感器网络快速地发展,其节点不断增多,需要传输和储存的数据量也就不断增大,同时现有传感器节点尺寸与复杂度限制了传感器网络的数据存储、数据的计算速度及频宽.针对此类问题,将压缩感知技术应用于传感器网络,对传感器网络中传输的数据进行压缩,降低传输数据量,然后在接收端重构数据,将该数据样本作为BP网络的输入进行识别.实...     

Swarm Intelligent Compressive Routing in Wireless Sensor Networks

This article proposes a novel algorithm to improve the lifetime of a wireless sensor network. This algorithm employs swarm intelligence algorithms in conjunction with compressive sensing theory to build up the routing trees and to decrease the communication rate. The main contribution of this article is to extend swarm intelligence algorithms to build a routing tree in such a way that it can be utilized to maximize efficiency, thereby rectifying the delay problem of compressive sensing theory and improving the network lifetime. In addition, our approach offers accurate data recovery from small amounts of compressed data. Simulation results show that our approach can effectively extend the network lifetime of a large‐scale wireless sensor network.     

基于压缩感知的无线传感器网络的数据编码

近年来,基于压缩感知的无线传感器网络数据编码的研究取得了一定的进展,但大部分研究是基于"单跳"的传输模型或者没有考虑网络内节点之间的合作。本文提出了一种基于压缩感知和分簇的传感器网络数据编码方法。首先,节点根据自己的编号伪随机的产生一个M维的列向量,把感知的数据xi投影到此向量上,然后把自己的编号和投影的数据一同传输给簇头。簇头把收到的数据进行求和,并且把计算后的结果传送给下一个簇头,直到sink节点。通过仿真实验和理论分析,验证了本文提出的方法比传统的方法能更好地减少网络内数据传输量。     

融合K均值分簇MST路由的无线传感网压缩采样技术

考虑无线传感网中数据采集特点和能量约束性,将分簇路由策略融合到压缩感知采样中,提出了一种融合K均值分簇MST路由的压缩采样算法.算法采用稀疏投影矩阵以减小投影矩阵与稀疏基之间的相关度,利用K均值分簇MST(Mini?mum Spanning Tree)机制构造数据融合树,在保证数据重构质量的基础上减少网络数据传输量.仿真结果表明,算法可以提高网络能量使用效率,同时可以适应各种规模的无线传感网.     

无线传感器网络中一种能量有效的数据存储方法

如何有效地对传感器在过去历史时间段内采集的大量感知数据进行存储,以备将来的信息查询和数据分析已经成为无线传感器网络应用面临的一个难题.介绍了一种基于树型路由的分布式数据存储方法,通过采用动态规划方法选择存储节点,使存储节点能量均衡和所有节点能耗之和最小,从而达到整个无线传感器网络能量有效.仿真实验结果表明,这种数据存储方法能够获得较好的能量均衡和总能耗较小,从而有效地延长整个无线传感器网络的生命周期.     

基于压缩感知的拥塞控制机制

针对无线传感网络(WSN)的拥塞问题,提出一种压缩感知与速率控制相结合的拥塞缓解方法。针对局部拥塞,通过开环逐条反压机制调整上游节点的发送速率,从而快速缓解局部拥塞;针对全局拥塞,各节点采用压缩感知的方法采集数据,减小采集信息的冗余,从而缓解全局性拥塞。拥塞缓解后,节点正常采样,以此来保证数据的真实度。仿真结果表明,该方法对WSN的拥塞具有较好的控制效果。     

A practical information coverage approach in wireless sensor network

In order to improve energy-effectiveness in wireless sensor network, in practice some sensors in observation points are selected not to gather data. In this case, the insufficient data gathered by the rest of sensors have to cover the total network so that the complete information of the whole environment could be estimated rationally, which is similar to compressive sensing. However, the process of estimation has to cost a lot of energy, which is a crucial problem. This paper proposes a practical and effective information coverage approach in which an actual constrained condition is considered for consensus estimation to reduce unnecessary energy cost reasonably. In our experiments, the method has been proved valuable and feasible.     

基于压缩感知的数据压缩与检测

在无线传感器网络（ WSN）中,以往都是采用奈奎斯特技术对信号进行采样并重构,而随着信号频率的增加,应用奈奎斯特技术会使成本大幅度的增加,这是人们所不乐见的。针对这一问题,近年来出现一种新的技术即压缩感知技术,它能利用更少的数据和合适的重构方法得到更精确的原始信号。将稀疏贝叶斯学习（ SBL）和压缩感知联合起来,形成了一种在有噪声的情况下更好重建可压缩信号的方法,并进一步将这种方法应用在WSN中,可以在误差允许的范围内有效控制测量数据的维数,在保证一定误差的同时还减少了成本,提高了算法的效率。     

WSNs中基于期望网络覆盖和分簇压缩感知的数据收集方案

为提高无线传感器网络数据收集精确度、降低网络能耗和改善数据包丢失情况下数据收集算法的鲁棒性,提出一种基于期望网络覆盖和分簇压缩感知的数据收集方案.首先设计期望网络覆盖优化算法,给出节点调度策略,实现对“特殊”区域重点观测和降低节点能耗的目的;然后通过分析网络分簇与节点部署之间的关系,设计弱相关性观测矩阵,降低数据包丢失对数据收集的影响;最后引入群居蜘蛛优化算法以提高汇聚节点处CS数据重构精度.仿真结果表明,与其他数据收集算法相比,所提出方案数据重构误差降低了约23.5{%     

基于身份的无线传感器网络密钥系统

无线传感器络（WSN）是一类由众多微型传感器节点通过自组织的方式构成的网络。随着在军事、环境监测等方面的应用逐渐成为现实,其有效和安全通信问题由于自身的特性（如能量、计算能力和节点存储资源等的局限性）而显得更加突出。本文首先比较详细地介绍了无线传感器网络安全结构及其面临的问题;其次重点讨论了无线传感器网络密钥系统相关的研究现状;然后给出了一种有效的基于身份的无线传感器网络密钥系统方案及与其它方案的仿真比较实验。仿真实验结果表明,我们方案较其它密钥系统方案在处理时间和节点存储需求方面具有优势。     

无线传感器网络中的节点定位算法

无线传感器网络是由部署在监视区域的大量微型的具有无线通信及计算能力的传感器节点,以无线多跳通信方式构成的分布式自组织网络系统。它能根据环境需要,通过功能有限的传感器节点之间的协同工作,对监控区域内的环境或监测对象的信息进行实时感知、采集和处理,获得详尽而准确的侦测数据。本文主要分析无线传感器网络中的定位技术,研究如何降低网络中的能量消耗,延长网络寿命。