无线传感器网络中能量高效的Top-k监测算法

摘要：

传感器节点由于电源能量耗尽的原因经常失效或废弃,因此研究无线传感网的高能效查询处理算法具有重要意义.Top-k监测返回k个最大(或最小)的感知值及相应的位置信息,可以帮助用户检测异常事件并定位发生异常事件的位置,对于用户具有重要的实际意义.已有的Top-k查询处理算法致力于返回精确或近似的查询结果,通信能量开销较高.以最小化网内通信开销的期望为优化目标,提出了基于过滤器的Top-k监测算法.首先,提出了过滤器的健壮性并给出了通信开销模型;其次,根据期望的均值内涵和感知数据的时空相关性,给出了过滤器失败概率的计算公式;最后,以最小化通信开销的期望为优化目标,证明了健壮的过滤器的最优阈值,并提出了基于过滤器的Top-k监测算法(filter based Top-k monitoring algorithm,FTM).理论分析和实验结果验证了该算法的正确性以及低能耗性.

关键词：无线传感器网络、最小化通信能量、Top-k监测算法、滤波器、阈值

所属期刊栏目：51

分类号：TP393(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家“九七三”重点基础研究发展计划基金项目2012CB316200;国家自然科学基金项目61190115,61033015,60933001;中央高校基本科研业务费专项基金项目HIT.NSRIF.201180;国家自然科学基金国际地区合作与交流项目60831160525

在线出版日期：2014-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2361-2373