无线传感网中一种基于压缩感知的数据存储机制-计算机应用与软件.pdfVIP

第３１卷第４期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３１Ｎｏ．４ ２０１４年４月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ａｐｒ．２０１４ 无线传感网中一种基于压缩感知的数据存储机制 庞　慧　高丽婷　孟凡兴　王庆林 （河北建筑工程学院计算机系　河北张家口０７５０００） 摘　要　　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Ｎ个节点作为源节点 ｓ 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。 关键词　　无线传感网　数据存储　压缩感知　测量值　数据转发次数 中图分类号　ＴＰ３９３　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１４．０４．０２８ ＡＤＡＴＡＳＴＯＲＡＧＥＭＥＣＨＡＮＩＳＭＢＡＳＥＤＯＮＣＯＭＰＲＥＳＳＩＶＥ ＳＥＮＳＩＮＧＩＮＷＩＲＥＬＥＳＳＳＥＮＳＯＲＮＥＴＷＯＲＫＳ ＰａｎｇＨｕｉ　ＧａｏＬｉｔｉｎｇ　ＭｅｎｇＦａｎｘｉｎｇ　ＷａｎｇＱｉｎｇｌｉｎ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＨｅｂｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＣｖｉｌＥｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈａｎｇｊｉａｋｏｕ０７５０００，Ｈｅｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｔｏｒｅａｌｉｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｗｉｔｈｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓａｆｏｃｕｓｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓｒｅｓｅａｒｃｈ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｓｔｏｒａｇｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｅｎｓｉｎｇｂａｓｅｄｎｅｗｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｆｉｒｓｔ，ｉｔｍｅａｓｕｒｅｓｔｈｅｄａｔａ ｏｆｅａｃｈｓｅｎｓｏｒｎｏｄｅｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｎｉｔｓｅｌｅｃｔｓＮｎｏｄｅｓｒａｎｄｏｍｌｙｆｒｏｍｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋａｓｔｈｅｓｏｕｒｃｅｎｏｄｅｓ，ａｎｄ ｓ ｂｒｏａｄｃａｓｔｓｔｏｔｈｅｉｒｎｅｉｇｈｂｏｕｒｓｔｈｅｉｒｏｗｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｗｉｔｈｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｐ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｏｒｓｃａｎｇａｔｈｅｒｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆ ｗｈｏｌｅｎｅｔｗｏｒｋｂｙｏｎｌｙａｃｃｅｓｓｉｎｇｔｏａｓｍａｌｌｎｕｍｂｅｒｏｆｎｏｄｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｅｎｓｕｒｉｎｇｄａｔａｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｉｓｒｅａｌｉｓｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｐｔｉｍｉｓａｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍａｔｒｉｘａｎｄｆｏｒｗａｒｄｉｎｇｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｐ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｏｕｒｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．Ｉｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓｉｎｔｉｍｅｓｏｆｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄ ｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　　Ｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ　Ｄａｔａｓ