一种基于矩阵补全的无线传感网数据采集方法技术

本发明专利技术公开了一种基于矩阵补全的无线传感网数据采集方法。主要分为感知节点和基站两个环节。在感知节点中，感知节点采集一轮数据，再利用RLS自适应过滤算法估算该时刻的读数，如果实际感知数据与估计数据的误差值超过一定上限，则将节点编号、采集时刻、采集数据等信息传输给基站，否则不上传数据。在基站中，基站通过接受感知节点传输的数据，构建一个不完整的采集数据矩阵B，再对其利用矩阵补全重构算法进行补全，得到恢复后的矩阵B’，该矩阵存储了完整的感知数据。本发明专利技术可以有效地减少传感器节点的能耗，提高采样端工作效率，延长整个网络的生命周期。

A data acquisition method for wireless sensor networks based on matrix completion

The invention discloses a data acquisition method of wireless sensor network based on matrix completion. It is mainly divided into two links, the sensing node and the base station. In the perceptual node, the perception node collects a round of data, and then uses the RLS adaptive filtering algorithm to estimate the readings at this time. If the actual perceived data and the estimated data are more than a certain upper limit, then the node number, the acquisition time, the collection data and other information are transmitted to the base station, otherwise the data will not be uploaded. In the base station, the base station constructs an incomplete data acquisition matrix B by accepting the data transmitted by the perceptive node, and then complements it by using the matrix complement reconstruction algorithm, and gets the restored matrix B '. The matrix stores the complete perceptual data. The invention can effectively reduce the energy consumption of the sensor nodes, improve the working efficiency of the sampling terminal, and prolong the life cycle of the entire network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于矩阵补全的无线传感网数据采集方法
本专利技术属于无线传感器网络
，涉及一种基于矩阵补全技术的无线传感网数据采集技术，主要应用于无线传感器网络中，具有减少数据采集量、降低节点能耗、延长网络生命周期等作用。
技术介绍
无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSNs)是一种特殊的Ad-hoc网络，由具有传感、数据处理和短距离无线通信功能的传感器节点组成，它不需要固定网络支持，具有快速展开，抗毁性强等特点，可广泛应用于军事国防、环境监测、生物医疗、智能交通、抢险救灾以及商业应用等领域。无线传感器网络的采集数据都来自于感知节点。感知节点一般由电池供电，且更换不易。在传感器网络中，数据的采集与传输都会导致电能的消耗。为了降低能耗，延长网络生命周期，可以采取一些技术手段来降低数据量。其中，网内数据抑制和压缩是降低数据量的常见思路，它可以从根本上降低能源消耗并延长网络的生命周期。这类方法包括传统信源编码、分布式信源编码(DistributedSourceCoding，DSC)、压缩感知(CompressiveSensing，CS)等。信源编码是一种利用编码方数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于矩阵补全的无线传感网数据采集方法，由节点和基站两个部分相互配合完成，其特征在于，节点部分具体包含以下步骤：步骤A1：节点初始化，清除之前的数据，设置估计误差θmax和采样时刻t；步骤A2：t＝0，感知节点采集首轮数据，每个节点将其节点编号i、采集时刻t及感知数据Xi(t)发送给基站节点；步骤A3：t＝t+1，感知节点继续采集一轮数据Xi(t)，并保存；步骤A4：节点利用RLS自适应过滤算法估算t时刻的读数Ci(t)；步骤A5：节点对数据进行自适应过滤评估，如果实际感知数据Xi(t)与估计数据Ci(t)的误差值超过θmax，则将Xi(t)、i、t传输给基站，否则不上传数据；步骤A6：如采...

【技术特征摘要】
1.一种基于矩阵补全的无线传感网数据采集方法，由节点和基站两个部分相互配合完成，其特征在于，节点部分具体包含以下步骤：步骤A1：节点初始化，清除之前的数据，设置估计误差θmax和采样时刻t；步骤A2：t＝0，感知节点采集首轮数据，每个节点将其节点编号i、采集时刻t及感知数据Xi(t)发送给基站节点；步骤A3：t＝t+1，感知节点继续采集一轮数据Xi(t)，并保存；步骤A4：节点利用RLS自适应过滤算法估算t时刻的读数Ci(t)；步骤A5：节点对数据进行自适应过滤评估，如果实际感知数据Xi(t)与估计数据Ci(t)的误差值超过θmax，则将Xi(t)、i、t传输给基站，否则不上传数据；步骤A6：如采集任务完成，则节点停止工作，否则，转入步骤A3；基站部分具体包含以下步骤：步骤B1：系统初始化，将之前的数据清空，设置网络节点总数K，以及采样处理周期T；步骤B2：构建一个K×T的二维矩阵B来存储节点提交的感知数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭剑，顾洁，韩崇，周剑，肖甫，王娟，薛皓天，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32