WSN中基于多分辨率和压缩感知的数据融合方案.pdf

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1、智能仪表与传感器技术计Com算p机ute测r量M与eas控ure制m．en2t01&4．C2o2n(tr7o)l·2335·文章编号：1671—4598(2Ol4)O7—2335—05中图分类号：TP393文献标识码：AWSN中基于多分辨率和压缩感知的数据融合方案张华，刘国成，陈生昌(1．广州铁路职业技术学院信息工程系，广州510430；2．浙江大学理学院，杭州321017)摘要：提出一种基于多分辨率和压缩感知的传感器网络数据融合方案；首先，对传感器网络进行配置，以生成多个层次不同类型的簇结构用于过渡式数据收集，在该结构上，最低层的叶结点只传输原始数据，其他层

2、上的数据收集簇进行压缩采样，然后将其测量值向上发送，当母数据收集簇收到测量值时，利用基于反向DCT变换和DCT模型的CoSaMP算法来恢复原始数据；最后，我们在SIDnet-SWANS平台上部署了本文方案，并在不同的二维随机部署传感器网络规模下进行了测试；实验结果表明，随着分层位置不同，大部分结点的能耗均显著降低，与NCS方案相比。能耗下降5O～77，与HCS方案相比，能耗下降37～7O。关键词：无线传感器网络；数据融合；多分辨率；压缩感知；簇；能耗DataAggregationSchemeBasedonMulti-ResolutionandCompressi

3、veSensinginWirelessSensorNetworksZhangHua，LiuGuocheng，ChenShengchang。(1．DepartmentofInformationEngineering，GuangzhouInstituteofRailwayTechnology，Guangzhou510430，China；2．TheScienceCollege，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract：Adataaggregationschemebasedonmulti—resolutionwi

4、thcompressedsensinginwirelesssensornetworksisproposed．First—ly，thenetworkisconfiguredtoachievethemultiple-levelandthedifferenttypesofclusterstructureforintermediatedatacollection，onthisstructure，theleafnodesinthelowestlevelonlytransmittherawdata．Thecollectingclustersinotherlevelsper

5、formthecompressedsam—piingandthentransmitthemtotheirparentclusterheads．Whenparentcollectingclustersreceiverandommeasurements，theyuseinverseDCTtransformationandDCTmodelbasedCoSaMPalgorithmtOrecovertheoriginaldata．WeimplementtheproposedschemeonaSIDnet—SWANSsimulationplatformandtestdif

6、ferentsizesoftwo—dimensionalrandomlydeployedsensornetwork．Theexperimentresultsshowthatthesubstantialenergysavingsarereportedforalargeportionofsensorsonthedifferenthierarchicalpositions，rangingfrom50to77whencomparedwithNCS，andfrom37to70％whencomparedwithHCS．Keywords：wirelesssensornetw

7、orks；dataaggregation；multi—resolution；compressivesensing；cluster；energy适应加权融合算法进行融合。仿真结果表明，该算法在含有缺0引言失数据的前提下，能够以较低的计算开销和较高的估计精度实数据融合Ij是WSN中非常重要的一项技术，也是目前的现数据融合。一个研究热点。文献[2]提出了一种面向隐私保护的高精确文献[5]提出了一种基于压缩感知的数据收集方法度数据融合算法。仿真结果表明，该算法在保证数据融合的精(NCS)，该方法可以将传输需求量降低至0(NXM)，其中M确度和安全性的前提下，有效地降低

8、了通信量，延长了网络存表示随机测量的数