基于压缩感知的无线传感器网络数据收集方案-论文.pdf

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1、2014年9月15日现代电子技术Sep．2014第37卷第18期ModernElectronicsTechniqueV01．37NO．18基于压缩感知的无线传感器网络数据收集方案江三林，吴多龙，苏成悦，王勇(1．广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州510006；2．广东工业大学计算机学院，广东广州510006)摘要：提出一种应用于大规模环境监测领域无线传感器网络(WSN)中改进的基于压缩感知(cs)数据收集方案。该方案改进联合稀疏模型(JsM)进行数据分析；并采用分簇路由采集并传输数据，即每簇簇内使用基于CS的

2、数据收集方法，簇头之间采用最短路径路由到达汇聚节点。仿真结果表明，该方案不仅缩小了数据处理的分布范围，降低了恢复误差，而且大大减少了数据传输次数，维持了整个网络的能耗平衡。关键词：无线传感器网络；压缩感知；恢复误差；数据传输中图分类号：TN913．2—34文献标识码：A文章编号：1004—373X(2014)18-0048—04SchemeofwirelesssensornetworkdatagatheringbasedoncompressedsensingJIANGSan—lin，WUDuo-long，SUChe

3、ng—yue，WANGYong(1．FacultyofPhysicsandOptoeleetronieEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China；2．FacultyofComputer，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Aschemeofanimproveddatagatheringbasedoncompressedsensing(CS)

4、inwirelesssensornetworks(WSN)forlarge—scaleenvironmentalmonitoringisproposedinthispaper．Theapproximatejointsparsitymodel(JSM)ismodifiedtoanalyzedata．Theclusteringroutingisadoptedtoperformthedataacquisitionandtransmission，thatistosay，CS—baseddatagatheringmethod

5、isusedwithineachcluster，andtheshortestpathroutingisadoptedbetweentheclusterheadstoreachthesinknode．Thesimulationresultsshowthattheapproachnotonlyshrinksthedistributionrangeofdataprocessingandreducestherecoveryerror，butalsogreatlylessensthenumberofdatatransmiss

6、ionandmaintainsenergybalanceoftheentirenetwork．Keywords：wirelesssensornetwork；compressedsensing；recoveryerror；datatransmission继有众多学者提出了一系列应用于WSN中基于CS的O引言数据收集方法”，如文献[7】提出在WSN数据融合中采近年来，无线传感器网络(WirelessSensorNet．用cs技术，以使传输和融合能耗达到最小；文献【8】通过works，WSN)引起了广泛的关注。美国商业周

7、刊在预测调研CS在WSN中的数据采集应用，旨在通过联合路由未来技术发展的报告中，将WSN列为21世纪最具影响和压缩融合来最小化网络能量损耗；文献【9]提出了一种力的21项发明之一，麻省理工学院(MassachusettsIn．在WSN中基于CS框架监视1．D环境下的信息的新方stituteofTechnology，MIT)~J]将WSN列为改变世界10大法，以减少传感器节点的能量损耗；文献[10】提出的树式关键技术之一。WSN是一种全新的信息获取平台，其路由的压缩数据采集方案能够有效地减少通信成本和目的是协作地感知

8、、采集和处理网络覆盖区域中感知对延长网络的寿命；文献【ll】提出了一种对大规模无线传象的信息，并发送给观察者”，已被广泛用于军事领域、感器网络能量有效的分簇路由数据采集方案。环境监测、医疗护理等相关领域。目前，大规模WSN还由此可见，CS应用于WSN中对于传统机制是一个存在很大技术壁垒，如网络能量消耗和网络中存在少量质的飞跃。本文在以上研究的基础上，提出一种