[發明專利]基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測方法及系統在審
| 申請號： | 201510038865.1 | 申請日： | 2015-01-26 |
| 公開（公告）號： | CN104602297A | 公開（公告）日： | 2015-05-06 |
| 發明（設計）人： | 馬強;朱彤;劉克彬 | 申請（專利權）人： | 無錫清華信息科學與技術國家實驗室物聯網技術中心 |
| 主分類號： | H04W28/02 | 分類號： | H04W28/02;H04W84/18 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 路凱;胡彬 |
| 地址： | 214135 江蘇省無錫市新*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 壓縮 感知 無線 傳感器 網絡 監測 方法 系統 | ||
1.一種基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測方法，其特征在于，包括：
確定待監測區域中部署的傳感器節點的空間相關性，得出所述傳感器節點組成的無線傳感器網絡的壓縮感知觀測矩陣；
根據傳感器節點的實際監測數據、所述壓縮感知觀測矩陣得出待監測區域的理論監測數據。
2.如權利要求1所述基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測方法，其特征在于，所述確定待監測區域中部署的傳感器節點的空間相關性，得出所述傳感器節點組成的無線傳感器網絡的壓縮感知觀測矩陣，包括：
獲取待監測區域中部署的傳感器節點的讀數，根據傳感器節點監測對象的擴散傳播特性，調整傳感器節點的部署位置；
確定調整后的傳感器節點的讀數的空間相關性，得出調整后的傳感器節點的空間相關性矩陣；
根據等值線上傳感器節點的讀數一致性原則，修正所述空間相關性矩陣得出所述傳感器節點組成的無線傳感器網絡的壓縮感知觀測矩陣。
3.如權利要求2所述基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測方法，其特征在于，所述傳感器節點監測對象的擴散傳播特性為：
將擴散時刻記作t＝0，將擴散起點設為坐標原點，在任意時刻t空間中任一坐標點(x,y,z)的監測對象的濃度記為C(x,y,z,t)，則所述監測對象在單位時間內通過單位法向量面積的流量為：
其中ki(i＝x,y,z)為擴散系數，grad為濃度梯度，負號代表監測對象由高濃度到低濃度的方向擴散。
4.如權利要求1所述基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測方法，其特征在于，所述根據所述實際監測數據、所述壓縮感知觀測矩陣得出待監測區域的理論監測數據，包括：
獲取傳感器節點的實際監測數據，得到實際監測序列；
由公式y＝Φf計算出與所述實際監測序列對應的所述待監測區域的理論監測數據f；
其中，y是M×1的實際監測序列，Φ是M×N(M<<N)的壓縮感知觀測矩陣，M為實際部署的傳感器節點數目，N為利用M個傳感器節點的讀數及所述讀數的空間相關性恢復出來的傳感器數據的數目。
5.如權利要求1所述基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測方法，其特征在于，所述傳感器節點包括：溫度/濕度監測節點和二氧化碳濃度監測節點。
6.一種基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測系統，其特征在于，包括：
觀測矩陣學習單元，用于確定待監測區域中部署的傳感器節點的空間相關性，得出所述傳感器節點組成的無線傳感器網絡的壓縮感知觀測矩陣；
壓縮感知計算單元，用于根據傳感器節點的實際監測數據、所述壓縮感知觀測矩陣得出待監測區域的理論監測數據。
7.如權利要求6所述基于壓縮感知的無線傳感器網絡監測系統，其特征在于，所述觀測矩陣學習單元包括：
調整模塊，用于獲取待監測區域中部署的傳感器節點的讀數，根據傳感器節點監測對象的擴散傳播特性，調整傳感器節點的部署位置；
學習模塊，用于確定調整后的傳感器節點的讀數的空間相關性，得出調整后的傳感器節點的空間相關性矩陣；
修正模塊，用于根據等值線上傳感器節點的讀數一致性原則，修正所述空間相關性矩陣得出所述傳感器節點組成的無線傳感器網絡的壓縮感知觀測矩陣。
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