基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法及装置，其中，方法包括以下步骤：根据无线传感器网络构建节点传输层次图；根据预设的聚集区域构建规则与感知重合率从最高层节点开始构建聚集区域；根据聚集区域发送无线传感器网络数据，其中，聚集点和独立点在传递数据的过程中优先选择非聚集点作为中继节点，再选择剩余能量高的节点作为中继节点。本发明专利技术实施例的方法可以充分处理冗余数据，降低数据传输能耗，并且在保证数据准确性的情况下，提高数据聚合质量，简单便捷。

Data aggregation method and device for wireless sensor network based on perception coincidence rate

The invention discloses a polymerization method and apparatus, data aware wireless sensor network based on the coincidence rate of the method comprises the following steps: according to the construction of wireless sensor network node transmission hierarchy; according to the gathering area of presupposition construction rules and the perceived coincidence rate began to build clusters from the top node; according to the gathering area of wireless sensor network transmission the data gathered and independent in the process of transferring data priority non aggregation point as the relay nodes, and then select the nodes with high residual energy as the relay node. The method of the embodiment of the invention can fully deal with the redundant data, reduce the energy consumption of data transmission, and improve the quality of data aggregation under the condition of ensuring the accuracy of the data.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器网络
，特别涉及一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法及装置。
技术介绍
在无线传感器网络中，为了保证数据的准确性，大量节点密集布撒在网络中，部分区域的信息被多个传感器节点感知，从而在网络中产生冗余数据。若每个节点独立传输各自收集的数据，冗余数据会被无意义地重复传递，浪费了网络能量资源，并且缩短了网络生命周期。在无线传感器网络的数据聚合中，相关技术中主要利用空间相关性，将节点划分成簇，一定程度上处理了冗余数据，降低了数据传输开销。但是，仅仅按地理位置划分成簇，由于簇内节点因随机分布，感知范围会相距较大，即簇内节点感知的数据相关性小，导致数据聚合质量降低。另外，相关技术中基于树形拓扑，在数据聚合方面，让中继节点作为聚合点，对收集到的所有数据进行处理，一定程度上减少了冗余数据，降低了能量开销。但是，数据从底层节点传到聚合点的过程中，大部分冗余数据并没有得到合理处理，而是被无意义地多次上传，增加了网络数据传输能耗。因此，相关技术存在一定缺陷，有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，该方法可以降低数据传输能耗，并且提高数据聚合质量。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，包括以下步骤：根据无线传感器网络构建节点传输层次图；根据预设的聚集区域构建规则与感知重合率从最高层节点开始构建聚集区域；根据所述聚集区域发送无线传感器网络数据，其中，聚集点和独立点在传递数据的过程中优先选择非聚集点作为中继节点，再选择剩余能量高的节点作为所述中继节点。本专利技术实施例的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，在空间相关性的基础上，合理利用节点感知重合区域，选择聚集点形成聚集区域，聚集区域内节点的感知范围都存在较大的重合区域，从而使得聚集区域内的数据相关性高，聚集区域能够充分处理冗余数据，降低数据传输能耗，又因聚集区域内数据相关性高，在保证数据准确性的情况下，提高数据聚合质量，简单便捷。另外，根据本专利技术上述实施例的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据无线传感器网络构建节点传输层次图进一步包括：初始化sink节点所在层次值为零，并且其他节点的层次值为空；由所述sink节点开始，依次发送hello消息，其中，所述hello消息包括节点的编号、位置坐标和下层节点的层数；根据收到所述hello消息的节点的层次值和所述hello消息得到每个节点的候选父节点集和邻居节点集；在所述每个节点的层次值不为空时，确定所述节点传输层次图构建完成。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述预设的聚集区域构建规则中，所述聚集点优先为所述聚集区域中的上层节点，下层节点都选择所述聚集点之后，并且所述上层节点的非聚集点优先选择候选父节点作为所述聚集点，其次将邻居节点作为所述聚集点，其中，数据只在一个聚集点压缩处理一次，处理后的数据在传向所述sink节点的路径中不以作为所述聚集点的节点为中继节点。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在收到所述hello消息之后，每个节点的层次值根据所述hello消息进行更新。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述感知重合率的计算公式为： O R = 0.34 ds i j 2 R s - 2.26 ds i j + πR s , ]]>其中，dsij为节点Vi和节点Vj的距离，(πRs2)为节点的感知区域面积。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合装置，包括：第一构建模块，用于根据无线传感器网络构建节点传输层次图；第二构建模块，用于根据预设的聚集区域构建规则与感知重合率从最高层节点开始构建聚集区域；控制模块，用于根据所述聚集区域发送无线传感器网络数据，其中，聚集点和独立点在传递数据的过程中优先选择非聚集点作为中继节点，再选择剩余能量高的节点作为所述中继节点。本专利技术实施例的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合装置，在空间相关性的基础上，合理利用节点感知重合区域，选择聚集点形成聚集区域，聚集区域内节点的感知范围都存在较大的重合区域，从而使得聚集区域内的数据相关性高，聚集区域能够充分处理冗余数据，降低数据传输能耗，又因聚集区域内数据相关性高，在保证数据准确性的情况下，提高数据聚合质量，结构简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一构建模块进一步用于：初始化sink节点所在层次值为零，并且其他节点的层次值为空；由所述sink节点开始，依次发送hello消息，其中，所述hello消息包括节点的编号、位置坐标和下层节点的层数；根据收到所述hello消息的节点的层次值和所述hello消息得到每个节点的候选父节点集和邻居节点集；在所述每个节点的层次值不为空时，确定所述节点传输层次图构建完成。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在所述预设的聚集区域构建规则中，所述聚集点优先为所述聚集区域中的上层节点，下层节点都选择所述聚集点之后，并且所述上层节点的非聚集点优先选择候选父节点作为所述聚集点，其次将邻居节点作为所述聚集点，其中，数据只在一个聚集点压缩处理一次，处理后的数据在传向所述sink节点的路径中不以作为所述聚集点的节点为中继节点。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在收到所述hello消息之后，每个节点的层次值根据所述hello消息进行更新。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述感知重合率的计算公式为： O R = 0.34 ds i j 2 R s - 2.26 ds i j + πR s , ]]>其中，dsij为节点Vi和节点Vj的距离，(πRs2)为节点的感知区域面积。本专利技术附加的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：根据无线传感器网络构建节点传输层次图；根据预设的聚集区域构建规则与感知重合率从最高层节点开始构建聚集区域；以及根据所述聚集区域发送无线传感器网络数据，其中，聚集点和独立点在传递数据的过程中优先选择非聚集点作为中继节点，再选择剩余能量高的节点作为所述中继节点。

【技术特征摘要】
1.一种基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：根据无线传感器网络构建节点传输层次图；根据预设的聚集区域构建规则与感知重合率从最高层节点开始构建聚集区域；以及根据所述聚集区域发送无线传感器网络数据，其中，聚集点和独立点在传递数据的过程中优先选择非聚集点作为中继节点，再选择剩余能量高的节点作为所述中继节点。2.根据权利要求1所述的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，其特征在于，所述根据无线传感器网络构建节点传输层次图进一步包括：初始化sink节点所在层次值为零，并且其他节点的层次值为空；由所述sink节点开始，依次发送hello消息，其中，所述hello消息包括节点的编号、位置坐标和下层节点的层数；根据收到所述hello消息的节点的层次值和所述hello消息得到每个节点的候选父节点集和邻居节点集；以及在所述每个节点的层次值不为空时，确定所述节点传输层次图构建完成。3.根据权利要求2所述的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，其特征在于，在所述预设的聚集区域构建规则中，所述聚集点优先为所述聚集区域中的上层节点，下层节点都选择所述聚集点之后，并且所述上层节点的非聚集点优先选择候选父节点作为所述聚集点，其次将邻居节点作为所述聚集点，其中，数据只在一个聚集点压缩处理一次，处理后的数据在传向所述sink节点的路径中不以作为所述聚集点的节点为中继节点。4.根据权利要求2所述的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，其特征在于，在收到所述hello消息之后，每个节点的层次值根据所述hello消息进行更新。5.根据权利要求1所述的基于感知重合率的无线传感器网络数据聚合方法，其特征在于，所述感知重合率的计算公式为： O R = 0.34 ds i j 2 R s - 2.26 ds i j + πR s , ]]>其中，dsij为节点Vi和节点Vj的距离，(πRs2)为节点的感知区域面积。6.一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓岚，谢华，陈文龙，耿直，蒋鹤峻，
申请(专利权)人：首都师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11