无线传感器网络分布式数据查询处理机制的研究与设计.pdf

南京航空航天大学
硕士学位论文
无线传感器网络分布式数据查询处理机制的研究与设计
姓名:肖长伟
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:章勇
20080101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
无线传感器网络的普遍工作方式是首先把大量的传感器撒播到要监控的区
域然后节点间通过某种路由方式将感知的数据传给网外的基站供用户查询
因此为用户提供一种快捷简便的数据查询处理机制是传感器网络研究的又一热
点
本文对查询处理涉及的几大方面进行了分析研究包括数据存储技术集
中式和分布式查询方式以及数据融合技术重点分析了集中式和分布式查询算
法的基本思想分布式算法的基本思想是首先对网络中的节点进行分簇然后
将用户提交的查询分发到相关簇头上进行解析和优化在数据收集的过程中
簇头对收集到的数据进行初步的融合最后将融合后的数据发送到基站以此
为基础本文设计了两种分布式查询处理算法—基于空间距离的查询处理算法和
基于语义相似度的查询处理算法综合上述两种分布式查询处理算法本文又
设计出了一种基于混合式的分布式查询处理算法该算法在设计的过程中考虑
到了两方面的因素数据的语义相似度和簇头覆盖半径的大小考虑数据的语
义相似度使簇头收集相同类型的数据有利于查询在簇头上的优化和融合
考虑簇头的覆盖半径可以控制分簇区域的大小可以有效控制簇头的负担和簇
内数据处理的能量消耗
异构传感器网络的主要特点是含有多种类型的传感器来采集多种类型的元
数据基于混合式的分布式查询处理机制考虑到了簇头收集数据的类型因此
能够很好地应用到这种传感器网络中本文对其在异构网中的应用做了一定的
探讨
本文最后通过实验选择该算法的两个重要参数—簇头覆盖半径和感知数据
的语义相似度并将基于混合式的分布式查询处理算法与集中式算法基于空
间距离的查询处理算法和基于语义相似度的查询处理算法进行比较得出该算
法性能较佳


关键词传感器网络感知数据数据查询分布式语义相似度
I
无线传感器网络分布式数据查询处理机制的研究与设计
ABSTRACT
It is mon work manner for Wireless works (WSNs) that, first of all,
having lots of sensors distributed in a certain zone supervised, then, routing the meta
data to the base station with certain routing protocol. Then users can retrieve data
they need. So, it is another hot research point of WSNs to offer an efficient data query
processing system for users.
Aspects related with query processing were analyzed in this paper. They were
data storage technology, centralize query processing algorithm and decentralized
query processing algorithm and data fusion technology. Among these, centralized
query processing and decentralize processing algorithm was given special study and
analysis. The main idea of decentralized query processing algorithm is that, divide
nodes into several zones, then parse and optimize queries at cluster headers. Cluster
headers may aggregate metadata in the course of collection. Aggregated data is
transported to base station at last. Two specific decentralized algorithms — Distributed
Query Processing Algorithm based on Spatial