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无线传感器网络聚集查询关键技术研究湖南大学博士学位论文密级:公开
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导师签咎昏氓作者签名:主.\龅军作者签名:女菏暧谠聑日期:加年孪叭湖南大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书晗υ日期矹本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编’本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茑颉朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉日期:、
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抽取节点的麟个最常用感知值作为子样本集;将子样本集传递给上一层节点,要摘无线传感器网络是目前研究领域中的热点研究之一。面向大规模、资源有限的无线传感器网络,如何进行节能的,可扩展的,可容错的数据聚集查询是我们面临的一大挑战。聚集查询是传感器网络查询处理中的关键查询之一。本文针对,中聚集查询技术的通信量、可扩展性、容错性等问题,对不重复记录值查询、中位数查询、均值查询、以及移动环境下的聚集查询等关键技术进行了研究,对于推进无线传感器网络高效聚集查询的研究和实用化具有一定的理论意义和应用价值。本文首先对聚集查询中不重复记录值查询进行了研究。由于传感器网络在节能,网络规模,容错性等方面的要求,集中式聚集算法已经非常不适合用于这种环境下。提出一种基于牟恢馗醇锹贾到扑惴ā8盟惴艹浞掷猛数据聚合和多路径路由技术来减少网络能耗,同时能避免重复计数,提高算法的容错性。在算法中,,序列,然后,各序列经过网内数据聚合以及层层传递后,最终汇集到根节点形成全网的序列,最后在汇聚节点使用这个远小于全网数据集规模的、可用于代表全网数据集结构的序列,迅速获得不重复记录值的近似结果,从而避免了将各传感器节点的所有数据都传输至根节点。仿真结果显示该算法能耗低、容错能力强、误差范围可控,能有效地延长网络的生存期。由于节点失效、通信失败以及重复计数等问题都将导致对副本敏感的聚集查询算法无法得到正确的聚集值。为了减少误差,降低能耗,。中位数查询抽样算法结合抽样理论和网内数据聚合技术能得到中位数的近似值,能较大地减少网络通信量。在中位数查询近似算法中,各节点分别统计出每个感知值出现的不重复次数,并经过层层传递,最终在根节点形成全网的样本集;将这个全网样本集排序后获得中位数的近似结果。实验结果显示所设计的两种算法能较大地减少网络通信量、提高系统的健壮性。目前几乎所有的聚集算法都要通过数据融合以及远距离通信等方式收集全局的节点信息,然后聚集到一个单一的管理节点进行处理,因此这些算法存在着扩展性差、能耗较高等缺点。本文提出一种基于无线传感器网络的分布式均值查询聚集算法,该算法只需在局部范围内计算结果而无需收集全局的节点信息,也不必完成数据融合以及远距离通信等任务,还可以根据当前查询结果自适应的调整博士学位论文Ⅱ
查询范围,是一种分布式、低能耗、扩展性强、能自适应查询范围的聚集查询算法。本文针对琇惴有考虑簇头能量和地理位置的缺点,以及现有的集中式分簇算法虽然考虑了节点的地理位置,但只适用于静态网络环境下,提出一种适用于移动环境的无线传感器网络分布式分簇算法。算法根据节点的剩余能量以及与动态变化的簇心之间的距离来挑选簇头,从而使网络能量均匀消耗。与集中式算法不同,该算法只需和部分邻居节点交换阈值信息而无需收集全局节点的位置信息,也不必完成远距离通信等任务。仿真结果表明,移动环境下,该算法具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与惴ㄏ啾龋苡行Ъ跎倌芰肯摹最后,为了更好的研究无线传感器网络的各方面特性,分析算法在实际系统中的性能,设计并实现了一个基于夷谖露燃嗖庀低场关键词:无线传感器网络;聚集查询;不重复记录值;中位数查询;均值查询;局部算法;分布式算法无线传感器网络聚集查询关键技术研究