[發明專利]一種基于無線傳感網絡中數據存儲減少數據冗余的方法

有效

• 申請號: 201410633792.6
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104469903B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 梁元;郭科;周仲禮
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于無線傳感網絡中數據存儲減少數據冗余的方法，所述方法包括：通過傳感器采集各種傳感數據；將傳感數據通過無線的方式發送給匯聚節點；對所獲得數據進行數據分類處理；選擇對應的數據儲存模型進行存儲；匯聚節點以低能耗的方式管理傳感器節點或設備。該方法可以減少不必要的數據數據存儲，降低在傳輸過程中能量消耗，不但可以減少數據冗余，而且可以延長電池壽命，還可以提高傳感器節點數據處理過程中的反應速度，是一種有效的無線傳感網絡中數據存儲減少數據冗余的方法。

技術領域

本發明涉及一種體域網、無線傳感器、無線傳感器網絡、傳感數據處理技術領域，尤其涉及一種基于無線傳感網絡中數據存儲減少數據冗余的方法。

背景技術

體域網(wireless body sensor network , WBSN或BSN)是基于無線傳感器網絡(WSN)的,是人體上的生理參數收集傳感器或移植到人體內的生物傳感器共同形成的一個無線網絡。無線傳感器網絡一般包括傳感器節點、匯聚節點（數據處理終端）和基站。這些傳感器節點能夠采集身體重要的生理信號(如溫度、 血糖,血壓和心電信號等)、人體活動、動作信號以及人體所在環境信息,然后傳遞給匯聚節點（數據處理終端），匯聚節點對數據進行基本的處理，并將各種傳感器收集上來的數據存儲到存儲器里。匯聚節點以低能耗的方式管理各個傳感器節點或設備,接收和分析感知數據以及執行規定的用戶程序，然后采用無線方式發送給附近的基站。附近的本地基站，一是負責收集由這些由節點發送的信息,并與路由器和外部網絡進行連接，將數據傳輸給能夠提供各種應用服務的遠程服務器；二是負責判斷設備是否工作正常；三是對相關監測數據進行處理，并作出相應決策。

無線傳感器網絡，不僅是一種新的普適醫療保健、疾病監控和預防的解決方案 ,還是物聯網的重要感知及組成部分，它已成為普適健康醫療監控系統的重要組成部分。

眾多的傳感器，用于對生理、人體活動、動作信號以及人體所在環境的各種信息進行采集，采集到的數據發送到匯聚節點之后，儲存方式主要采用“時間序列模型”（TimeSeries Model）進行存儲。時間序列模型一般由一個集合構成，集合內包含各種內嵌文檔。但是，內嵌文檔的內嵌層次及每個層次子文檔的個數由數據的時間粒度決定的。這種“時間序列”模型支持高性能寫操作，即每個文檔對應一個時間的自然單元，這樣會使數據的管理和獲取變得更為自然。

然而，在無線傳感網絡中，有一類傳感器，是由事件觸發，通常不會按照特定的頻率發生，產生的數據是稀疏數據。如果繼續以時間序列文檔模型進行存儲，這就意味著文檔的特定區域將永遠不會被訪問，這顯然是對磁盤空間的極大浪費。如果仍堅持使用時間序列文檔模型，那么將不得不定時檢查傳感器提交的數據，并將上次傳感器提交的數據更新到數據庫的對應槽中，這樣會引入大量的冗余數據到數據庫或者存儲器中。

在無線傳感網絡中，傳感器和匯聚節點（數據處理終端）都必須低功耗運行，減少不必要的數據流量，降低在傳輸過程中能量消耗，這是保持器件小型化和延長電池壽命的關鍵，也是無線傳感網絡保持持久耐用所必不可少的一個特性。因此，對傳感器數據選擇有效的存儲方式，是減少數據冗余的重要方法，不但可以減少數據冗余，而且可以延長電池壽命，還可以提高傳感器節點數據處理過程中的反應速度。

發明內容

本發明解決的問題是在當前無線傳感網絡中匯聚節點在存儲傳感器數據時，產生大量的數據冗余，導致降低電池壽命和數據處理速度等一系列問題。

為解決上述問題，本發明技術方案提供一種基于無線傳感網絡中數據存儲減少數據冗余的方法。匯聚節點對獲得傳感器數據類型分類，利用“時間序列文檔模型”和“桶式文檔模型”分別對時間序列數據流和事件驅動或觸發類型數據進行存儲，保存傳感器數據，從而減少數據冗余，延長電池壽命，提高傳感器節點數據處理過程中的反應速度。

一、體系結構

在無線傳感網絡中，基于無線傳感網絡中數據存儲減少數據冗余的方法主要包括5個部分：時間序列傳感器、事件觸發傳感器、匯聚節點、存儲器、基站。如圖1所示：