壓縮感知技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)今時(shí)代是計(jì)算無處不在的時(shí)代，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)我們的日常生活以及環(huán)境的影響正在日益增強(qiáng)，并在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及軍事領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的任務(wù)，傳感器節(jié)點(diǎn)需要盡可能地覆蓋更大的范圍，同時(shí)還要獲得高精度的目標(biāo)區(qū)域感知數(shù)據(jù)。但是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量和帶寬都有限，如何能高效地從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中采集大量數(shù)據(jù)是一個(gè)很有挑戰(zhàn)性的問題。
　　本文在調(diào)研了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及其數(shù)據(jù)融合算法的基礎(chǔ)上，介紹了壓縮感知技術(shù)。對(duì)于采用

2、普通數(shù)據(jù)采集機(jī)制時(shí)遇到的能效問題，將壓縮感知與數(shù)據(jù)融合的思路相結(jié)合，引出了基于壓縮感知的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集機(jī)制，并論述了該數(shù)據(jù)采集機(jī)制相對(duì)于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集機(jī)制的優(yōu)勢(shì)。
　　接著，針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量有限等特點(diǎn)，將路由策略考慮到觀測(cè)矩陣的設(shè)計(jì)中，提出了基于數(shù)據(jù)融合樹的壓縮感知算法(Compressed Sensing Algorithm Based On Data Fusion Tree, DFT-SRP)。該算法采用稀疏觀測(cè)矩

3、陣最小化通信消耗，在生成數(shù)據(jù)融合樹的同時(shí)減小觀測(cè)矩陣與稀疏基之間的相關(guān)度以保證數(shù)據(jù)的重構(gòu)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的算法不僅在重構(gòu)質(zhì)量和能量消耗之間做到了很好的平衡，同時(shí)對(duì)于不同稀疏基下的數(shù)據(jù)也有較高的適應(yīng)性。
　　另外，為了驗(yàn)證壓縮感知技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的適用性，本文從系統(tǒng)建模、實(shí)際傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)分析以及建立原型系統(tǒng)三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的闡述與驗(yàn)證。結(jié)果表明，將壓縮感知的思想運(yùn)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中來，能夠在很大程度上節(jié)