无线传感器网络高能效数据压缩方法研究

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1、万方数据中图分类号UDCTP393621硕士学位论文学校代码!Q§三三密级公珏无线传感器网络高能效数据压缩方法研究ResearchonEnergy—EfficientDataCompressionSchemeinWirelessSensorNe。tworks作者姓名学科专业研究方向学院(系、所)指导教师：陈翔：控制科学与工程：无线传感器网络：信息科学与工程学院：刘少强副教授答辩委员会中南大学二零一四年五月万方数据原创性声明本人郑重声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我

2、所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：堡垒茎望塑日期：兰竺L年三月±日学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版；本人允许本学位论文被查阅和借阅；学校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，

3、可以采用复印、缩印或其它手段保存和汇编本学位论文。保密论文待解密后适应本声明。作者签名：醐翩签名等哆日期：鲨生年!月丛日万方数据无线传感器网络高能效数据压缩方法研究

4、

5、IIIIIIIIIIIIIIIIUlY2684879摘要：能量是无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSN)极其重要而有限的资源，而节点绝大部分能量都消耗在无线数据通信上，如何高效利用能量是WSN面临的关键问题。基于WSN监测数据的时、空相关性，数据压缩能有效减少通信数据量，是传感器节点重要的节能手段。然而，数据压

6、缩减少通信能耗的同时，节点的处理能耗也增加。因此，如何极大限度的提高数据压缩的能量收益，是降低系统能耗的关键所在。数据压缩算法的能效主要涉及能效性评估方法和能效提高方法。因此，本文主要研究了面向一般硬件平台的数据压缩能效评估方案、数据压缩的源程序级能耗优化方法和具有发射功耗感知的数据压缩三个问题。为了更加客观有效地评价具体数据压缩方法所能实现的节能效果，本文在已有评估准则的基础上，给出了硬件因素和算法因素分离的数据压缩算法的能效性评估方案；为了提高压缩算法程序运行效率，降低算法自身能量消耗，研究并提出了针

7、对数据压缩算法的程序级节能优化方法；为了使数据压缩算法在无线发射功率进行调节时仍能保持节能收益，提出了可适应发射功率变化压缩算法调整机制。本文通过对能效性评估、源程序节能优化和压缩算法调整等三个方面的方法研究、方案设计来提高数据压缩的能效性，并以典型节点的硬件平台资源条件为例，通过计算、测试验证了本文所提方法、方案的可行性和有效性，理论分析计算和实验结果都表明所提出的方法能有效提高无线传感器节点的整体节能效率。图28副，表18个，参考文献90篇。关键词：无线传感器网络；数据压缩；能效性评估；源程序能耗优化

8、；发射功率感知分类号：TP393III万方数据ResearchonEnergy—efficientDataCompressionSchemeinWirelessSensorNetworksAbstract：Energyisthemostimportantbutlimitedresourcesforwirelesssensornetworks，andthemostofenergyiSconsumedbythewirelesscommunications．Howtousethelimitedenergyeff

9、icientlyisakeyissuefacingwirelesssensornetworks．DatacompressionCaneffectivelyreducetheamountofdatacommunicationbasedonthetemporalandspatialcorrelationofmonitoringdata，whichisanimportantenergy。savingmethodforsensornodes．However,datacompressionincreasedthep

10、rocessingenergyconsumptioninmicrocontrollerunitthroughthecommunicationenergyisreduced．Therefore，howtogreatlyIncreasetheene耀rygainthoughdatacompressioniSthekeysolutiontoreducetheenergyconsumptionofthenodeinwirelessse