查询驱动模式下两层传感器网络Top-k查询汇聚算法研究

在两层传感器网络中,查询驱动模式是将查询请求在下层传感器网络层进行分布式处理的一种查询处理模式.在传感器节点产生数据的频率较高而用户发出查询请求的频率较低的情况下,查询驱动模式能够大大减少数据传输量,降低节点的能量消耗.在这种模式下,如何有效支持局部区域性Top-k查询是一个很有挑战性的问题.针对这一问题,本文首先构造了一种新的数据汇聚树(DAT),接着在DAT的基础上提出了一种支持区域性Top-k查询的数据汇聚方案.理论分析和仿真实验表明,与已有算法相比,本文提出的方案更加高效.     

无线传感器网络中ε-近似区域聚集算法

提出了能够满足任意误差和任意查询区域的ε-近似区域聚集算法。针对聚集函数SUM,提出了动态规划算法计算达到任意误差的最小数据传输量;针对聚集函数MAX/MIN,提出的算法通过只传输可能成为查询结果的数据来降低能量的消耗。在真实数据集上进行的实验表明,算法在满足任意区域和任意精度的同时,能够有效地减少能量消耗。     

能量高效的无线传感器网络时空查询处理算法

 在无线传感器网络环境中,用户经常提交的查询是时空查询,如“获得区域A在某个给定时间段内的感知数据”.由于传感器节点能量十分有限,因此,能量高效的时空查询处理是目前亟需解决的问题.首先指出了现有的时空查询处理算法能量消耗大的原因在于查询协调节点选择不合理.然后给出了理论上最优的查询协调节点的位置及其证明,并基于该理论提出了一类能量高效的传感器网络时空查询算法ECSTA.最后通过实验分析了节点密度和查询区域大小对算法能量消耗的影响.理论和实验结果表明ECSTA算法优于现有的STWin框架下的算法.     

大规模无线传感器网络(ε,δ)?近似计数算法

研究了大规模无线传感器网络中的近似计数问题,提出2个基于数字二叉树（DBT, digital binary tree）协议的近似计数算法DBT-ACA和DBT-BACA。算法能够以 的时间复杂性返回 -精度保证的近似计数结果。DBT-BACA采用了二分搜索、逐层转发和延迟响应等技术,有效地减少了查询时间和数据通信量。理论分析和实验结果表明,提出的算法在近似结果的精准度、时间效率和能量开销等方面均优于现有的近似计数算法。     

传感器网络中节点能量有效均衡的Top-k查询技术

无线传感器网络中top-k查询处理的节点能量高效以及实现各节点的能量消耗均衡,可以有效延长网络的生命周期。该文提出一种基于采样技术和节点空间相关性,来实现节点的能量均衡和高效的查询处理算法,称为能量均衡采样(,)近似top-k算法EBSTopk(,)。首先对传感器网络进行分区处理,利用区域内两两节点间的空间相关性对其建立线性回归预测模型和高斯预测模型;然后根据用户给定的相对误差界和置信水平1-建立节点高相关性预测准则;最后根据上述预测模型和准则,提出基于反复随机采样的能量均衡算法EBSTopk(,)-LR和EBSTopk(,)-MG。实验表明,所提出的EBSTopk(,)算法减少了无线传感器网络中的全局能量消耗,且在多次top-k查询后各节点的能量消耗达到均衡。     

顽健的无线传感器网络K近邻查询处理算法

提出了一种顽健的K近邻查询处理算法ROC-KNN,根据网络拓扑动态地将查询区域划分成若干子区域.每个子区域中选择一个簇头节点收集其他节点的感知数据,并将其发送至下一个子区域的簇头节点,直至遍历所有子区域.给出了2种分布式的启发式算法,用于设置子区域大小和选择簇头节点,以减少能量消耗.设计了一种利用子区域中非簇头节点恢复查询处理过程的算法,降低了查询处理因簇头节点失效而中断的概率.实验结果表明,ROC-KNN在能量消耗、查询成功率方面均优于现有的算法.     

无线传感器网络中基于值的kNN查询处理

提出一种基于值的kNN查询处理算法,该算法运用哈希函数将节点的数据映射到一个子区域中存储,采用基于位置路由实现了查询处理,并通过多点存储和可变存储区域减少节点的能量开销.实验结果显示该算法在生命周期和延迟方面都取得较好的效果.     

无线传感器网络中中位数查询近似算法研究

提出一种基于WSN的中位数查询近似算法——AAMQ。在AAMQ中,节点分别统计出每个感知值出现的不重复次数,从而抽取节点的K%个最常用感知值作为子样本,然后将子样本传递给父节点,最终在根节点形成全网的样本。最后使用这个远小于全网数据集规模的、可用于代表全网数据集结构的全网样本迅速获得中位数的近似结果,从而避免了将各节点的数据都传输至根节点。实验结果显示,该算法能较大减少网络通信量、具有较小的误差,能有效地延长网络的生存期。     

无线传感器网络分布式均值查询聚集算法研究

提出了一种基于无线传感器网络的分布式均值查询聚集算法--DAA,在DAA中,传感器网络中每个节点的计算过程都仅与它的邻居节点有关,算法只需在局部范围内计算结果而无需收集全局的节点信息,也不必完成数据融合以及远距离通信等任务.同时,算法会根据当前查询结果自适应地调整查询范围.理论分析和实验结果显示该算法扩展性好、功耗低,可以有效地延长网络的生命.     

鲁棒的无线传感器网络空间范围聚集查询处理算法

现有无线传感器网络环境下的空间范围聚集查询处理算法没有综合考虑节点移动、节点失效和通信链路失效等因素对查询处理的影响,导致查询成功率低和能量消耗大.本文提出了利用节点冗余保证查询处理过程鲁棒性的空间范围聚集查询处理算法RSA(Robust Spatial window aggregation query processing Algorithm),它将查询区域划分为若干个网格,沿一条路线依次收集各网格内所有节点的数据.RSA算法给出了一种自适应的网格大小设置方法和基于网格面积的网格代表节点选择策略,以减少算法的能量消耗和提高查询成功率;给出了基于目标矩形的方法以绕过不存在节点的区域,从而避免查询处理过程出现中断.仿真实验结果表明,RSA算法优于现有的IWQE算法.     

一种近似秩排序的无线传感器网络分簇路由算法

为了延长无线传感器网络(WSN)的生存期,能量有效的路由算法至关重要。以分配网络中的业务负载为目标的传感器节点聚类是解决无线传感器网络能量均衡的有效方法。文中为无线传感器网络提出一种基于近似秩排序(ARO)的分层和基于距离的组合聚类方法,并使用多跳数据传输。仿真结果表明,ARO-WSN在能耗和网络生存期方面优于经典的LEACH算法、LEACH-C算法和K-means聚类算法,能有效地延长网络的生存期。     

无线传感器网络中中位数查询算法研究

低廉的价格和恶劣的环境会导致传感器节点采样数据中存在误差和异常数据,所以有时候需要通过中位数查询来反映整个监测区域的平均水平.本文首先提出了基于等高直方图的中位数查询算法HMA,然后我们对其进行了扩展,提出了结合直方图与过滤器的HFMA算法,每个采样周期中只需要收集落在过滤器当中的数据并聚集数据的影响因子,基站根据收集的数据和影响因子聚集值计算出中位数.实验表明HFMA算法优于NAIVE算法和HMA算法,可以有效的节省能量开销,提高网络生命周期.     

无线传感器网络定位算法综述

无线传感器网络(WSN)是一个多学科的研究领域,具有很广泛的应用前景,其中,WSN的定位是非常重要的研究方向。介绍了国内外研究机构在WSN定位方面的研究进展,并对这些工作进行了归纳和总结。将每种定位算法按照需不需要测距分为两大类,而且在具体算法中讨论了其以下几个特征,包括:需要/不需要锚节点、集中式/分布式、固定/移动等。     

一种基于超节点和能量优先的无线传感器网络的高效查询算法

文中提出一种基于超节点和能量优先的无线传感器网络的高效查询算法.该算法包括传感器节点的层次聚类算法及基于能量代价模型等支撑技术,主要解决了以下两个问题:(1)数据如何从传感器节点传送到汇聚节点;(2)通过对传感器节点进行聚类,形成超节点,使得在查询过程中减少对无关节点的访问.实验表明该算法在提高无线传感器网络查询效率的情况下,延长网络的使用寿命.     

无线传感器网络自身定位算法研究

无线传感器网络是一种特殊的无线自组织网络,在很多领域有着广泛的应用,定位是他的一项支撑技术。GPS是一种传统的定位技术,但他不适用于传感器网络节点的定位。近些年,国内外提出了很多有价值的算法,总结了现有的算法,通过分析认为两种求精算法Robust positioning和N-hop multilateration是比较优秀的算法,最后提出了今后还要做的工作。     

基于抽样估计的能量异构无线传感器网络分簇算法

提出一种基于抽样估计的能量异构无线传感器网络分簇算法.采取对网络中节点抽样的办法估计出网络中的平均剩余能量,节点根据剩余能量与网络平均能量的比例来进行簇首竞争,使簇首选择更加合理.仿真实验表明:该算法可以更好地实现负载均衡,延长的网络生存时间.     

无线传感器网络中的自身定位系统和算法

无线传感器网络由于具有网络设置灵活、位置随时更改、能够与互联网有线或无线连接等特征而被广泛应用在了环境监测、医疗护理、国防军事、目标跟踪等领域,有力地推动了社会进步。然而,随着互联网技术的快速发展,无线传感器网络中的自身定位系统也得到了长足的进步,原有的定位系统和算法逐渐暴露出了一系列的不足,使得无线传感器网络应用范围受到不同程度影响。基于此背景,文章就现有技术条件下无线传感器网络中的自身定位系统和算法展开深入研究,旨在探索最前沿的应用技术,以为其推广使用提供帮助。     

无线传感器网络中自身定位算法研究

微机电系统（Micro-Electro-Mechanism System）、片上系统（System on Ghip）和无线通信技术的进步孕育了无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）。WSN作为一个全新的研究领域，向我们提出了大量的挑战性课题，比如网络自身定位问题就是其中之一。本文探讨了自组织无线传感器网络中的节点自身定位问题，重点阐述了近年来具有代表性的算法，并指出了未来的研究方向。     

无线传感器网络LEACH路由算法改进

在分析了无线传感器网络中分层路由LEACH算法的基础上,根据网络中节点初始能量的不同,提出了一种新型簇首节点选择方法,并通过MATLAB对改进后的LEACH算法进行了仿真,仿真结果显示改进后的LEACH算法充分利用了网络的功耗。     

无线传感器网络节点自身定位算法

无线传感器网络(WSN)的许多应用都是基于节点的位置信息.本文从WSN的基于测距的定位算法和无需测距的定位算法对其定位算法进行详细的说明.并分析比较各定位算法的优缺点.最后还指出了WSN的自身定位问题的研究方向.