[发明专利]传感器网络节点数据发送方法及装置、重构方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，特别涉及一种传感器网络节点数据发送方法及装置、重构方法及装置。

背景技术

无线传感器网络广泛应用于高密度的雷达阵列，电子围墙、智能停车场等领域，面对复杂的感知环境，一个理想的无线传感器网络需要传感器节点具有较强的信号获取、计算处理能力以及高能量储存空间和高效稳定的无线传输能力，但通常为满足这些条件需要付出巨大的软硬件代价，却未必得到理想的效果。

现有技术中通常采用压缩传感技术进行传感器网络的信号处理，图1为现有技术中传感器网络系统的结构框架示意图，如图1所示，无线传感器网络系统中存在一个融合中心(Fusion Center，简称FC)，传感器网络中包含大量的无线传感器节点，分布在所要观测的物理环境中，无线传感器节点的最终目的节点都是FC，FC执行数据的融合与重构。

假设传感器网络中有n_w个传感器节点，每个节点的数据为x_j，j代表第j个网络节点，j的取值范围为，j＝1，2，...，n_w。将所有节点的数据汇聚在一起为称为网络数据(network data)，如果节点数目较大，网络数据X_w就会很大，每个节点处理X_w至少需要n_w次通信，这对于数据在网络中的流动和处理带来很大困难，而且还关乎传感数据的安全问题。

如何既快速又有效地实现数据的传输和处理是现有的传感器网络迫切需要解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减小数据在传感器网络中的传输量。

(二)技术方案

为解决上述技术问题一种传感器网络节点数据发送方法，包括以下步骤：

S1：采集传感器网络中共n_w个网络节点的节点数据x_j，其中，其中R表示实数，采集到的数据属于实数域，n_p表示节点数据x_j的维数，n_w表示传感器网络中的节点个数，j表示共n_w个网络节点的第j个网络节点；

S2：应用预设的随机压缩矩阵对每一个网络节点的节点数据x_j进行压缩处理，得到每一个网络节点的每一次传输的节点压缩数据t_j，并对所述t_j组成的网络数据进行传输次数的压缩，得到m_w个数据其中i取值为i＝1，2，...，m_w，代表i次传输，且m_w＜n_w；

S3：同时将n_w个网络节点的压缩数据经m_w次传输发送至融合中心，每一次融合中心接收的数据为n_w个节点发送的m_w个信号的混合，每个信号都是j＝1，2，...，n_w个网络节点发送压缩数据的混合数据，表示为其中上标i为第i次传输，i的取值范围为i＝1，2，...，m_w，共经历m_w次传输，完成整个网络数据t_w的传输。

其中，所述随机压缩矩阵是由每一个网络节点的物理地址作为随机数发生器的种子而随机生成的m_w个m_p×n_p阶的高斯随机矩阵：包含两个随机变量：

第一随机变量为随机压缩矩阵A_j，j＝1，2，...，n_w，A_j是由每一个网络节点各自的物理地址作为伪随机数发生器的种子所产生的n_w个m_p×n_p维的随机压缩矩阵；

第二随机变量为是由每一个网络节点各自的物理地址作为伪随机数发生器的种子产生的m_w个随机数。

其中，步骤S2具体包括：

利用随机压缩矩阵A_j对每一个网络节点的节点数据x_j进行压缩处理的，得到每一个网络节点的节点压缩数据t_j＝A_j·x_j，其中下标j代表第j个网络节点，j的取值范围为j＝1，2，...，n_w。；