物联网环境下数据聚合关键技术研究

发布时间：2022-01-11 02:08

　　近年来随着传感器应用的普及,物联网技术已被广泛应用于工业制造、物流、智慧交通、医疗卫生、环境监测、安防、智能家居等领域。物联网技术推动了工业、军事、民用等领域信息化的发展,掀起了信息产业的第四次革命浪潮。数据聚合是指网络中的中间节点在接收到前驱节点的数据后,并不直接转发,而是对接收到的数据和自身节点感知的数据进行某种运算（例如:求平均值运算,求和运算,求最大值运算,求最小值运算等）,最后生成单个数据并转发给后继节点。由于数据聚合把多个数据按照某种运算聚合成单个数据,因此数据聚合减少了节点的能耗、带宽等资源。由于传感器节点的能量、计算、带宽等资源是受限的,数据聚合增加了网络的生命周期,数据聚合因此成为了物联网中的关键技术。近年来,物联网中传感器节点的规模快速增长,相应地,物联网中的数据规模也呈现爆发式增长。随着节点数目以及数据规模的快速增长,物联网数据聚合方面存在若干挑战性问题亟待解决:（1）时间约束下最大化数据聚合的质量问题。由于物联网中传感器节点规模的增长,越来越多的应用对数据聚合的时延有着严格的要求,对数据聚合的时延给出了具体的约束。在时间约束下的数据聚合中,一些节点由于时间约束的... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２论文组织结构??本论文总共分为六章，其组织结构如图１－２所示

（Ｔ??Ａ??基站??图２－２簇型数据聚合??ＣｃＣｐＳ）??ｋ??基站??Ｘ?Ａ??Ａ?ｃ／八??〇?〇?ｍ?〇??图２－３树型数据聚合??结构化的数据聚合有簇型数据聚合、树型数据聚合以及混合型数据聚合。在簇??型数据聚合中，节点被划分成多个簇，每一个簇中有一个簇头节点，其他节点为成??员节点，簇头节点负责收集簇内节点的数据进行聚合操作，最后簇头节点把各自簇??内聚合后的数据发送到基站。簇型数据聚合的结构如图２－２所示。典型的簇型数据聚??合协议有?ＬＥＡＣＨ（Ｌｏｗ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ａｄａｐｔｉｖｅ?Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ?Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）＾２４］和??ＥＳＰＤＡ（Ｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｆｌｃｉｅｎｔ?ａｎｄ?Ｓｅｃｕｒｅ?Ｐａｔｔｅｒｎ－ｂａｓｅｄ?Ｄａｔａ?Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?Ｓｅｎｓｏｒ??ＮｅｔｗａｒｋＳ）［２５］。树型数据聚合的结构如图２－３。在树型数据聚合中，网络中的节点被??组织成一棵以基站为根的树。树型数据聚合是从叶子节点开始朝着根节点的方向层??１２??

〇?〇?ｍ?〇??图２－３树型数据聚合??结构化的数据聚合有簇型数据聚合、树型数据聚合以及混合型数据聚合。在簇??型数据聚合中，节点被划分成多个簇，每一个簇中有一个簇头节点，其他节点为成??员节点，簇头节点负责收集簇内节点的数据进行聚合操作，最后簇头节点把各自簇??内聚合后的数据发送到基站。簇型数据聚合的结构如图２－２所示。典型的簇型数据聚??合协议有?ＬＥＡＣＨ（Ｌｏｗ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ａｄａｐｔｉｖｅ?Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ?Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）＾２４］和??ＥＳＰＤＡ（Ｅｎｅｒｇｙ－ｅｆｆｌｃｉｅｎｔ?ａｎｄ?Ｓｅｃｕｒｅ?Ｐａｔｔｅｒｎ－ｂａｓｅｄ?Ｄａｔａ?Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?Ｓｅｎｓｏｒ??ＮｅｔｗａｒｋＳ）［２５］。树型数据聚合的结构如图２－３。在树型数据聚合中，网络中的节点被??组织成一棵以基站为根的树。树型数据聚合是从叶子节点开始朝着根节点的方向层??１２??

【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网搜索技术综述[J]. 高云全,李小勇,方滨兴.  通信学报. 2015(12)
[2]一种面向物联网的无线传感器网络优化部署策略(英文)[J]. 刘强,黄小红,冷延鹏,李龙江,毛玉明.  中国通信. 2011(08)
[3]大规模分布式环境下动态信任模型研究[J]. 李小勇,桂小林.  软件学报. 2007(06)
[4]EADEEG:能量感知的无线传感器网络数据收集协议[J]. 刘明,曹建农,陈贵海,陈力军,王晓敏,龚海刚.  软件学报. 2007(05)

博士论文
[1]无线传感器网络数据处理若干关键技术研究[D]. 郭剑.南京邮电大学 2013



本文编号：3581868