[发明专利]一种无线传感网络节点融合数据收集方法

摘要

一种无线传感器网络融合数据收集方法，该方法以无线传感器网络数据传输量变化的数学模型为基础，考虑无线传感器网络实际运行中的能量有限，通信受限，数据具有冗余性等特点，以无线传感器网络的数据融合方法，路由选择和数据传输顺序作为考虑要素，利用压缩感知、主成分分析和框架势来减少参加数据收集的节点数，并通过“由上到下”和“由下到上”的算法决定传输路由和传输顺序，以达到对网络数据传输量的优化，从而减少网络进行数据传输时的整体能耗，并保证数据重构的精度。

主权项

一种无线传感网络融合数据收集方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：①利用混合压缩感知收集传感器数据：时刻1到时刻L的重构数据形成集合χ(l)＝{x(l‑L+1)，x(l‑L+2)，L x(l)}，l＝L，L+1，L代表采样的各个时刻，而第一步里的l＝L；②用主成分分析对混合压缩感知收集的数据进行分析，得到l+1时刻的稀疏矩阵ψ(l+1)，并利用矩阵的框架势选择l+1时刻的稀疏观察矩阵φe(l+1)，即可确定代表节点集合l(l+1)，稀疏矩阵的框架势性质如下：FP(ψ,Ω)=Σi∈ΩΣj∈Ω|<ai,aj>|2]]>Ω为稀疏矩阵ψ的行向量集合，ai，aj为稀疏矩阵ψ的行向量；③运用“由上到下”的方法构造融合数据收集路由树，即由父节点向下选择自己的子节点，利用路由树可连接所有代表节点，将融合过程分散到每个代表节点进行；④运用“由下到上”的方法决定代表节点融合数据传输顺序，即由最外层子节点最先开始传输数据；⑤运用所设计的传输策略，根据节点传输的顺序沿着路由树将M轮数据传输过程变为一轮数据传输过程，Sink收到融合数据后，对信号进行重构，并将重构后的信号更新进χ(l)中形成χ(l+1)，用作下一时刻的主成分分析；