基于物联网的无线传感器网络中压缩感知研究

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1、４能：公开学校代码：誦胃如交道乂攀‘補ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文１基于物联网的无线传感器网络中压缩感知研究作者姓名成志鹏学科专业控制工程指导教师张严也副教授Ｕ’－麵培养院系电子信息工程学院哗幣《胃．Ｉ；？．＇、．．心＇＇Ｍ徐覇德Ｕ撼！巧ｆ．、声ｒ歌赛交道乂攀硕±学位论文基于物联网的无线传感器网络中压缩感知研巧：ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄＳｅｎｓｉｎｇｉｎＷｉｒｅｌ

2、ｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓｂａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ作者：成志鹏导师、：张严屯北京交通大学２０１６年６月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权

3、说明）、＇心学位论文作者签名；导师签名；城克遞巧歹签字曰期：年月曰签字曰期：月曰）《立刀｜自三０八年＾之学校代码１０００４：密级：公开北京交通大学硕：ｔ学位论文基于物联网的无线传感器网络中压缩感知研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄＳｅｎｓｉｎｇｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋｓｂａｓｅｄｏｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｓｇ作者姓名：成志鹏学号：１４１２５０８７、导师姓名：张严屯职称；副教授学位

4、类别：工学硕±学位级别：硕±学科专业：控制工程研究方向：网络控制系统北京交通大学２０１６年６月ｉ致谢时光飞逝，我的研究生学业阶段即将划下句号。在研究生期间，我的导师张严也教授对我的科研工作和学习生活等方面都关怀备注一。这篇论文从开始研究内容的确定到最后研巧成果的出现和论文的撰写中的每一步都离不开张老师的悉一一、屯指导，。张老师治学严谨在学术方面是个严肃认真丝不苟的老师，然而在日常生活中张老师平易近人，备受学生们的爱戴。在张老师的带领之下，我不但在科研学习

5、方面收获不少，而且也学会了许多待人处事的道理。衷也感谢张老师、在这几年给我的关屯与鼓励！，指导和教诲，王欣，在我进行实验室学习和论文课题研究时，王安巧李湘宜等人帮助我一起解决遇到的难题与困惑，在此对他们表示由衷的的感谢和祝福。同时，我也，要感谢我的家人是他们的支持才能让我顺利完成学业，朝自己的人生目标和理想生活迈进！北京巧通大学硕±学位论文中义摘要中文摘要，，摘要；随着传感器射频识别技术和嵌入式系统管理等技术的不断发展物联网一成为信息化技术的大标志性产物一－。作为

6、物联网底层网络的关键技术形式无线传感器网络，，因为其具有自组织能力，布置便捷容错能力强等特性而成为了物联网的核也的信息接入方式。与此同时，无线传感器网络也因为其节点计算能力弱，存储空间小和续航能为低等缺陷而引发其技术发展的瓶颈。一种新兴的信号前端处理技术压缩感知是近年来提出的，它打破了香农理论数据恢复对于信号带宽的限制，能够ｙｘ远低于两倍信号频率大小的采样率完成对信号的采集，这样能大大减少无线传感器网络采集信号时所需的运算、同时节省存储空间和能耗。将压缩感知技术应用到基于物

7、联网的无线传感器网络中已经逐步成为一个研究热点。本文在对传统压缩感知方法进行分析的基础上，重点对压缩感知在物联网中的多信号处理问题进行了深入的探讨和研究。首先，分析了己有的物联网和无线传感器网络的体系结构和关键技术。针对物联网中多信号处理的特点，分别对于传统压缩感知和分布式压缩感知方法进行改进和验证。一一其次，本文提出了种自适应压缩感知的新方法，首先利用维搜索方法找出一合适的观测值构造个与实验信号相关的自适应观测矩阵，然后改进己有的分段正交匹配追踪法实现信号的恢复重

8、构，采用自适应的方法选取口限阀值和迭代次数。一再次，本文提出了类基于时间相关性的分布式压缩感知方法。利用时间相关性一元线性回归方法对实验信号进行分割，采取，在此基础上对分布式压缩感知一的联合稀疏模型进行改进，设计了种压缩矩阵来提取信号的线性拟合部分。然后采取自适应压缩感知对经过压缩矩阵处理后的信号进行深入压缩，从而形成了一个完整的压缩感知信号处理新方案。最后，总结了本文的工作内容和研究成果，对可继续研究的相关问题进行了展望