文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
传感器网络数据规范与插值方法研究
姓名:唐晖
申请学位级别:硕士
专业:软件工程
指导教师:林亚平;夏巍
20100120
摘要无线传感器网络在军事和民用领域有着广阔的应用前景,是目前一个非常活跃的研究领域。在无线传感器网络中,由于传感器节点的低成本特性和相对恶劣的部署环境,传感器节点产生的时序数据包含了大量的错误数据,需要进行规范处理;同时,有限的传感器节点使得无线传感器网络存在监测盲区,需要插值补全监测数据。本文基于小波技术和三角剖分研究无线传感器网络中的数据规范与空间插值问题,主要工作包括:晕尴叽ǜ衅鹘诘慵际酢⑽尴叽ǜ衅魍绲奶氐阋约拔尴叽ǜ衅魍绲牡型应用与研究现状进行了归纳总结。痈道侗浠弧⑿〔ê男灾省⒍喾直娣治龊蚆惴ㄋ母龇矫孀凼了小波变换的基本理论;详细介绍了拉格朗日插值、埃尔金插值、内维尔插值、牛顿插值、埃尔米特插值等主要数据插值算法。岢隽艘恢只谛〔ū浠坏奈尴叽ǜ衅魍缡莨娣斗椒āJ紫壬瓒ㄓ行物理取值范围,对传感数据做阈值化预处理;然后设计线性回归参数调整算法和基于小波变换的异常数据检测算法;∽榈恼媸滴尴叽感器网络数据集进行了模拟实验。结果表明该算法能有效地保留异常数据,去除错误数据。岢隽艘恢只谌瞧史值目占涫莶逯捣椒āJ紫纫谰菀巡渴鸬慕】到点,建立无线传感器网络的三角剖分图;然后详细推导基于此三角剖分图的传感数据插值还原算法,进而给出一种二值环境地图构建方法;最后用—研究小组的真实无线传感器网络数据集进行了模拟实验,并和已有的莶值算法进行了比较,结果表明该算法具有好的数据插值精度。关键词:传感器网络;小波变换;插值算法;异常数据趟叮畗:学位论文
瑆甅,;,,—甃珽琋琀..,瓼,—甌琣瓼,....,獀篠
插图索引图温度变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图某个监测数据远离拟合直线的情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图一阶回归拟合直线变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图湿度数据插值还原结果图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图光度数据插值还原结果图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图传感器节点的组成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图无线传感器网络体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.算法的分解过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..算法的重构过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图线性插值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图拉格朗日算法框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图埃特金算法框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图传感数据规范方法流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图小波系数分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图局部回归拟合直线变化图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图温度数据和小波变换系数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图三角剖分图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图三个传感器节点组成的小三角⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图三个节点的三维示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图温度数据插值还原结果图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图电压数据插值还原结果图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图由光度数据构建的环境地图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图趟禝:学位论文
附表索引表节点采集数据的错误率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..个节点的部署位置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯表基函数关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表拉格朗同插值⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表沤诘月日监测到的部分数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯沤诘月同监测到的部分数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯蚑的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.传感器俊净缡莨娣丁痡捅值方法研究
第滦髀选题背景及意义无线传感器网络是由大量具有有限计算能力、〖嗍印环境和交通监测、灾难救助等,是目前一个非常活跃的研究领域【=昀矗国的国家重点基础研究发展计划⒐腋呒际跹芯糠⒄辜苹和国家自然科学基金连续资助多个项目展开对无线传感器网络的研究,加快了国内无线传感器网络的研究进程。部署无线传感器网络的主要目的是