基于粒计算的无线传感器网络相关应用算法研究

发布时间：2017-06-03 10:19

  本文关键词：基于粒计算的无线传感器网络相关应用算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着微机电系统、低功耗嵌入式技术、无线通信、多功能传感器等技术的飞速发展,无线传感器网络技术逐步进入人们视野,并以其低成本、低功耗、分布式和自组织的特点带来了信息感知领域的一场变革。无线传感器网络成为了热门且具有广阔应用前景的技术,在军事、医疗、航空等领域受到了研究者的广大关注。无线传感器网络数据是典型的不确定性流数据,其中蕴含着大量的知识和有用的信息,流数据具有动态性、实时性和快速性等一般数据不具备的特点,同时由于无线传感器网络节点资源十分有限,在研究无线传感器流数据挖掘时,要全面考虑整个网络中电池能量、处理能力、存储容量、通信带宽和生存周期等多方面因素。因此,从大量不完全的不确定性WSN数据中,提取潜在的有用知识信息就成为了数据挖掘领域的新挑战,也成为新的研究热点之一。由于粒计算是人工智能领域中的一种新理念和新方法,主要用于对不确定、不精确、不完整信息的处理,对大规模海量数据的挖掘以及对复杂问题的求解。因此,本文根据国内外的无线传感器网络数据挖掘技术的发展现状以及研究方向,采用粒计算方法研究了无线传感器网络数据挖掘中的两个典型问题:分簇路由协议和缺失数据挖掘。结果表明,将粒计算的思想和方法用于无线传感器网络数据挖掘具有良好的理论基础和实用价值。本文的创新点和研究成果如下:1、建立了基于商空间的WSN粒度模型,并提出了基于商空间的WSN动态拓扑分簇路由算法(QSRA),同时在此基础上研究了基于商空间的WSN动态拓扑多跳分簇路由算法(QSRA-M);2、将粒计算时间序列的研究引入WSN不确定性流数据的缺失数据挖掘中,通过分析时间序列并用粒计算方法进一步做WSN缺失数据的预测与填充。实验表明合适粒度的选取有助于取得更好的效果。
【关键词】：无线传感器网络 粒计算 数据挖掘 商空间
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题来源8
• 1.2 国内外研究现状及综述8-12
• 1.2.1 选取数据流模型9-10
• 1.2.2 分簇路由协议与数据的融合预处理10-11
• 1.2.3 数据传输11
• 1.2.4 中央站数据分析和决策11-12
• 1.3 课题研究背景12-14
• 1.3.1 无线传感器网络分簇路由协议12-13
• 1.3.2 无线传感器网络缺失数据挖掘13-14
• 1.4 论文主要工作和章节安排14-15
• 第2章 相关理论简介15-31
• 2.1 无线传感器网络分簇路由协议15-20
• 2.1.1 LEACH协议17-18
• 2.1.2 GBRP协议18-20
• 2.2 无线传感器网络数据挖掘和数据预处理主要方法20-28
• 2.2.1 数据挖掘相关概念介绍20-22
• 2.2.2 无线传感器网络数据挖掘22-25
• 2.2.3 时间序列数据挖掘相关概念介绍25-26
• 2.2.4 数据预处理主要方法26-28
• 2.3 粒计算的思想方法综述28-31
• 2.3.1 粒计算模型的基本组成28-30
• 2.3.2 粒计算基本问题30-31
• 第3章 基于粒计算商空间的WSN分簇路由算法31-44
• 3.1 商空间的基本思想31
• 3.2 WSN商空间粒度建模31-36
• 3.3 算法设计与流程36-39
• 3.4 实验结果分析39-44
• 第4章 基于粒计算的WSN不确定性流数据缺失数据挖掘44-60
• 4.1 WSN流数据的特点44
• 4.2 基于时间粒思想的WSN时间序列信息系统44-53
• 4.2.1 WSN时间序列信息系统(WTIS)建模44-48
• 4.2.2 基于WTIS的最优时间粒度获取48-53
• 4.3 WSN缺失数据挖掘53-60
• 4.3.1 问题简介53
• 4.3.2 实验方案53-57
• 4.3.3 实验结果分析57-60
• 第5章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60
• 5.2 进一步工作的方向60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-68
• 攻读学位期间的研究成果68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张燕平,张铃,吴涛;不同粒度世界的描述法——商空间法[J];计算机学报;2004年03期

2 赵博;徐卫亚;赵亚琼;梁桂兰;;数据预处理模型及其应用[J];水电能源科学;2012年05期

3 徐世武;王平;施文灶;苏国栋;;无线传感器网络分簇路由协议综述[J];网络新媒体技术;2013年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈万里;基于商空间理论和粗糙集理论的粒计算模型研究[D];安徽大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 余志虎;数据流聚类算法及其应用[D];南京邮电大学;2011年

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本文编号：417916