[发明专利]结构健康监测无线传感器数据丢失无损恢复嵌入式算法

摘要

本发明提供一种结构健康监测无线传感器数据丢失无损恢复嵌入式算法，嵌入智能无线传感器平台的无损压缩编码、随机增加信号的冗余度的矩阵运算以及信号传输方法。其嵌入的随机冗余矩阵通过函数随机产生，该方法产生的随机冗余矩阵只有相当少的非零元素，且非零元素的值均为+1。设该矩阵为ΦI，相比于传统的全随机冗余矩阵Φ，无线传感器存储ΦI所需的内存空间小；且用ΦI对数据增加冗余度的计算速度较快。在该嵌入式算法的支持下，无线传感器相对耗时耗电的数据包重复传输协议可被更加快速简洁的传输协议代替，基站收到的不完整数据能够恢复。

主权项

一种结构健康监测无线传感器数据丢失无损恢复嵌入式算法，其特征在于，算法步骤如下：第一步：在无线传感器的计算内核上，通过对长度为n的原始数据x进行相邻两个数值作差，得到长度为n的差值数据d，再将差值数据d中每一个数值通过嵌入无线传感器的LEC无损压缩编码字典进行编码，得到长度为m、m<n的压缩后数据y；第二步：依据数据y的长度m，取嵌入无线传感器的随机冗余矩阵Φ的前m列作为随机冗余矩阵ΦI，通过ΦI将压缩后数据y转换为长度为n的待传输数据z，这是一个增加数据冗余度的过程，即z＝ΦIy；然后无线传感器将数据z传输至数据收集基站；第三步：在基站，数据接收器接收到的数据中有k个数据点在无线传输过程中丢失，得到不完整数据根据数据包发送的顺序，确定数据丢失的情况，从而确定矩阵由ΦI去除掉相应的丢失数据点对应的k行元素得到，其维数为(n‑k)×m；第四步：在基站计算终端，通过计算得到压缩后信号y，将信号y输入LEC解码器得到差值数据d，再将差值数据d经过还原即得到原始数据x。