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北京赛车开奖视频版本:傳感器網絡中時空關聯的臟數據過濾技術

時間:2017-11-16 13:25:00 來源:本網

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  在無線傳感器網絡中,用戶可以通過數據查詢獲得感興趣的數據信息。然而,由于傳感器節點本身具有一些缺陷,如感知準確性低、存儲能力有限、抵制干擾性能差等,節點會因為自己本身的缺陷以及外部因素的影響,如環境噪聲、環境溫度等干擾,產生錯誤數據(又稱臟數據),按照錯誤數據的特點和性質的不同,將臟數據分為兩種:暫時性錯誤數據和性錯誤數據。臟數據會嚴重地浪費資源和影響查詢結果的準確性,甚至會造成非常嚴重的后果,如森林火災監控。

  式方法,利用凸邊形規則有效地判斷錯誤節點等信息。提出了基于概率模型的方法,該方法比較浪費節點能量,且不適用于網絡節點密度大,感知屬性多的情況。

  針對上述問題,利用感知數據的時空關聯性,本文提出了基于時空關聯的臟數據過濾技術。該技術通過時空關聯兩次過濾臟數據:本地節點通過時間關聯進行一次過濾,過濾掉暫時性錯誤數據;在一個簇中采用空間關聯進行二次過濾,過濾掉性錯誤數據。簇的劃分采用全聯通簇的劃分技術,并且簇中采用每個節點輪回的方式動態選擇簇首,使得傳感器節點能量消耗均衡,從而降低節點死亡速度,延長整個網絡的生命周期。

  1網絡模型本文研究的無線傳感器網絡滿足以下幾點假設:①傳感器節點的分布密度足夠大,以保證網絡的連通性。②地理位置信息已知,即傳感器節點不僅知道自己的位置,還知道鄰居節點的位置。③在沒有發生異常的情況下,采樣間隔足夠小時,同一傳感器節點的采樣數據滿足線性相關或近似相等。④同一簇內的節點在同一時間間隔內感知的數據滿足線性相關或近似相等。

  2基于時空關聯的臟數據過濾技術2.1相關概念(臟數據)在無線傳感器網絡中產生的錯誤數據。包括:暫時性錯誤數據和性錯誤數據。

 ?。ㄊ奔涔亓┤艚詰愀兄氖菰謔奔瀋下鬩歡ǖ暮叵?,則稱它們之間存在時間關聯性。

 ?。占涔亓┤艚詰愀兄氖菰誑占瀋下鬩歡ǖ暮叵?,則稱它們之間存在空間關聯性。

 ?。ㄊ笨展亓┤艚詰愀兄氖菰謔奔瀋蝦涂占瀋隙即嬖謐哦康暮叵?,則稱它們之間存在時空關聯性。

 ?。ù兀┥?為個簇,則C中任兩個傳感器節點八、B滿足:①屬性值尤、£4滿足尤一£4(誤差范圍);②八、B―跳可達。

  4分別為節點八、B的感知屬性值。

  22臟數據過濾流程基于時空關聯的臟數據過濾技術主要采用二次過濾技術,一次過濾通過時間關聯判斷過濾掉暫時性錯誤數據,二次過濾通過空間關聯判斷過濾掉性錯誤數據。過濾流程如下:步驟1節點以某一規定的采樣頻率進行采集數據。

  步驟2對采樣數據進行時間關聯判斷,找出正常數據和異常數據。對于正常數據,直接進行數據傳輸;對于異常數據,又分為暫時性錯誤數據和性錯誤數據,如果是暫時性錯誤數據,直接把數據過濾,否則進行步驟3.步驟3對步驟2中的數據進行二次過濾,通過產生異常數據的節點個數在簇內所占比例進行判斷,過濾掉性錯誤數據。

  步驟4把正確數據向上一層傳輸,直至基站。

  表1定義了些本文常用的符號。

  表1本文使用符號定義列表符號定義正常數據隊列異常數據隊列滑動窗口滑動窗口長度W中采樣值的中心值W中采樣值的波動幅度異常計數器有效數據百分比簇內節點個數簇內產生性錯誤數據的節點個數簇內感知異常數據節點所占比例閥值簇內感知異常數據節點所占的比例在一次過濾過程中,根據傳感器節點感知數據滿足時間關聯性的特點,本文采用平均值比較法來判斷節點是否采集到臟數據。一次過濾分為兩個階段完成:初始化階段和過濾階段。在初始化階段,傳感器節點根據規定的頻率進行數據采樣,并將數據放入本地窗口W中,其中4表示i時刻的采集數據。當窗口W滿時,節點停止采集數據,首先計算此時W中數據的平均值八VG(L),然后計算窗口中的數據4與平均值之間的差值DIS,DIS=distance 4,并對DIS中的數據從小到大進行排序,選取前AL個差值對應的采樣值作為樣本,重新計算該AL個樣本的平均值作為中心值變量,則cenrw(AL)。初始化算法采用由網絡模型可知,在較短的時間間隔內的采樣數據近似相等,因此,正常情況下,新的采樣數據應該在區域

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