无线传感器网络数据管理及其索引技术研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文无线传感器网络数据管理及其索引技术研究姓名：张冰申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：秦小麟20071201南京航空航天大学硕士学位论文摘要无线传感器网络是由大量具有数据感知、无线通信和信息处理能力的传感器节点构成的自组织分布式网络系统。无线传感器网络是继互联网之后随着传感器技术、微电机技术、无线通信技术和分布式信息处理技术发展而发展起来的一种新兴信息获取技术，具有十分广阔的应用前景。基于无线传感器网络的任何应用系统都离不开感知数据的管理和处理技术。本文正是在这样的背景下对传感器网络中数据索引技术进行了研究，主要工作如下：⑴本文根据传感器网络

2、数据管理应用需求，设计了传感器网络数据管理系统NHSensor。NHSensor屏蔽了传感器网络的复杂结构，为用户提供了类SQL接口。NHSensor能够从网络中收集并处理用户感兴趣的数据，并将其传送至基站。在查询处理中NHSensor通过调度算法降低传感器网络能耗。⑵R树是一种对空间对象进行索引的数据结构。本文针对传感器网络特点，提出了一种基于R树的传感器节点管理方法。该方法可以对传感器节点的空间信息进行集中管理，提高传感器网络空间信息处理能力。⑶空间查询是传感器网络中经常用到的查询，目前国内外关于空间查询的研究大多假设空间区域为矩形，关于复杂空间区域的研究还很少。针对复杂空间

3、区域查询，本文提出了“三层表示，两级映射”的空间处理方法，并给出了坐标层到节点层的三种映射方式。分析表明，不同的映射方式分别适用于不同的场合。⑷数据安全是传感器网络可用的前提，也是数据管理要解决的重要问题。本文提出了一种基于R树索引的传感器网络空间权限管理方法，该方法预先授权给不同用户不同的知悉范围，在查询分发之前，先要根据授权信息对查询是否合法进行检查。关键词：数据管理，索引，空间查询，传感器网络，R树，空间权限i无线传感器网络数据管理及其索引技术研究AbstractWirelessSensorNetworks(WSNs)isaself-organizeddistributed

4、intelligentsystemwhichconsistsofsensing,dataprocessingandcommunicatingcomponents.WSNs,whichintegratesthetechnologiesofsensor,microelectromechanicalsystem,wirelesscommunicationsanddistributedcomputation,isanovelmodeofcomputingandahotspotofinformationtechnologyafterinternet.Anyapplicationsystem

5、basedonWSNscannotlivewithoutmanagementofsensordata.Withthisbackground,weresearchonthedatamanagementinWSNs.Themajorcontributionofthisthesisisstatedasfollows:⑴AccordingtotherequirementoftheapplicationofWSNs,wedesignadatamanagementsystemofWSNs,whichiscalledNHSensor.NHSensorprovidesasimple,SQL-li

6、keinterfacetospecifythedatayouwanttoextract.Givenaqueryspecifyingyourdatainterests,NHSensorcollectsthatdatafrommotesintheenvironment,filtersit,aggregatesittogether,androutesitouttothebasestation.NHSensordosethisviapower-efficentin-networkprocessingalgorithms.⑵R-tree,asanefficientdatastructure

7、,isusedtoindexspatialobject.ThisthesisproposesamanagementmethodofsensornodebasedonR-tree.ThisallowsWSNstomanagethespatialinformationofsensornode,greatlyincreasingtheirabilitytoprocessspatialinformation.⑶SpatialqueryisusedfrequentlyinWSNs.Most