基于环形缓冲区的WSN数据融合技术研究

无线传感器网络监测系统中,环境变化缓慢和节点感知范围重叠所造成的冗余数据会增加节点的数据发送量,降低信息收集效率并导致传感器节点过早死亡.因此,提出一种基于环形缓冲区的簇内数据融合方案.所有节点采用环形缓冲区存储数据.源节点基于环形缓冲区采用二值化相似函数和滑动四分位检测法,在保证数据时间关联性的同时剔除冗余数据和瞬时性异常数据.簇头节点基于加权皮尔逊距离的改进支持度对从源节点接收到的数据进行加权融合.仿真实验表明,所提出的方案在网络剩余节点数、网络剩余能量和网络发送数据包数等3个方面有明显的优势.     

结构化P2P网络中基于副本的负载均衡方法研究

针对结构化P2P网络中的“热点”问题,提出基于后继节点复制的负载均衡算法DLB-Chord.当任意节点处于超载状态并管理热门数据时,在其后继节点上创建热门数据的副本,放置副本的节点周期性地向源节点报告自己的状态,以热门数据为目标的查询到达源节点时,采用最小负载调度方法选择合适的节点响应查询.实验结果表明DLB-Chord算法可以获得较好的负载均衡效果,对网络的路由效率影响很小,同时不会引入较大的通信开销.     

P2P网络中基于非确定有限自动机的XML数据流过滤

将自动机方法对XML数据的过滤延伸到P2P网络中,依据在本地XML系统YFilter中构造非确定有限自动机(NFA)的思想,采用Chord环建立起分布式的NFA对于peer节点中的XML数据的查询过滤系统,并基于递归法执行查询过滤,在不同的peer节点上得到满足查询条件的数据集合。通过实验验证了当查询的数量和网络大小发生变化时分布式NFA的方法的执行性能。结果表明:本文方法可在不同的过滤场景中处理百万数量级的XPath查询,具有良好的网络流量和过滤延迟。     

传感器网络中基于过滤的概率Skyline查询算法

针对感知数据固有的不确定性问题,研究了无线传感器网络中概率Skyline查询的处理与优化技术.首先分析了概率Skyline查询的性质,证明了概率Skyline查询的不可分解性,因而无法直接利用网内计算方法求解;进而提出了无线传感器网络中基于过滤的概率Skyline查询处理算法(filter basedprobabilisticSkylinequeryprocessingalgorithminWSN,FPSP).FPSP算法将感知数据划分为候选数据、相关数据和无关数据;只需要候选数据和相关数据即可求得概率Skyline查询结果,可以在传感器节点过滤无关数据以避免大量的数据网内传输.仿真实验结果表明,FPSP算法可以有效降低传感器节点的数据传输量,极大地延长了无线传感器网络的使用寿命.     

链路质量感知无线传感器网络K近邻查询处理算法

针对现有传感器网络K近邻(KNN)查询处理算法没有考虑通信链路的质量,导致大量数据包需要重新传输从而产生高额能耗的问题,该文通过感知链路质量,提出了一种基于链路感知数据收集协议的K近邻查询处理算法(LAC-KNN)。算法通过链路感知的地理路由协议发送查询消息到离查询点最近的节点,并使用链路感知数据收集(LAC)协议沿着一条或多条路线收集查询结果。LAC可对从查询点到多个子区域的最近节点包含K近邻节点的查询区域进行动态分区,并在每个子区域中选择合适的簇头。仿真结果表明,LAC-KNN算法能耗高效,数据重传次数比现有方法大大减少。     

传感器网络空间关键字近似Top-k查询算法

提出了一种基于节点剪枝的Top-k査询算法.定义集合支配区域与剪枝规则,根据用户查询位置的变动,按照给定的剪切规则,对传感器网络节点进行剪枝处理,将符合规则的节点预先筛除,运用统计学抽样理论,设计了空间关键字近似Top-k查询算法.在2个真实数据集上进行验证.实验结果表明,该算法能够满足传感器网络环境中用户的需求,并且相比于边界距离增量算法(IBD)与基于改进的MW-Voronoi区域的空间关键字查询算法(MSK-uvr),其网络通信开销较低.     

基于统计模型的传感器网络查询系统的研究与设计

针对无线传感器网络数据处理的高实时性要求和节能要求,设计并实现了一种基于统计模型的传感器网络查询系统,采用了层次式的系统处理结构,并使用基于统计模型的优化方法改进了查询处理过程.最后给出了该系统与普通的WSN查询处理系统的性能对比分析,实验数据表明基于统计模型的查询策略提高了查询处理的效率,节约了无线传感器网络的能量消耗.     

基于时空相关的传感器网络汇聚查询算法

减少网络中的数据传输量是传感器网络节约能量、延长网络生命的重要方法.提出一种基于时空相关的传感器网络汇聚查询算法STCAQ.在STCAQ中,首先通过基于时间相关的预测算法对网络中节点采样数据进行汇聚;然后依据节点采样数据汇聚结果,通过基于空间相关判定算法查询空间相关区域信息.仿真结果表明,STCAQ在能量消耗、查询质量和网络数据量等方面优于ESA算法.     

基于Zigbee的数话同传技术研究

设计实现基于JN5139模块的全双工VoIP语音与数据同传终端,解决了缓冲区不足造成的声音断续问题.将其应用于多媒体无线传感器网络中,在Cluster+AODVjr的路由算法基础上,提出基于数据类型的路由策略,避免RREQ分组大量洪泛,并均衡节点能量消耗.借助E-model方法对语音质量进行评价,最远语音传输距离达150m,最高数据丢包率在8%以下.     

能量有效的传感器网络不规则区域时空查询处理算法

为了减少不规则区域时空查询处理的能量消耗和提高查询结果准确性,该文提出了一种基于树的不规则区域时空数据收集查询算法,该算法将查询区域内的节点组织成一颗树,树中的节点依次将其感知数据发送至其父节点直至汇聚到树的根节点.针对不规则区域时空聚集查询,提出了一种基于路线的算法,该算法沿一条路线收集查询区域内节点的感知数据并对其进行聚集以生成最终的查询结果.这两种算法均通过将复杂的不规则查询区域划分为简单的凸多边形,降低了判断节点是否在查询区域内的计算复杂度,且保证仅查询区域内的节点发送感知数据,减少了能量消耗.仿真实验结果表明,该文提出的算法优于现有的针对规则区域的时空查询处理算法.     

Area Query Processing Based on Gray Code in Wireless Sensor Networks

Area query processing is significant for various applications of wireless sensor networks since it can request information of particular areas in the monitored environment. Existing query processing techniques cannot solve area queries. Intuitively, centralized processing on Base Station can accomplish area queries via collecting information from all sensor nodes. However, this method is not suitable for wireless sensor networks with limited energy since a large amount of energy is wasted for reporting useless data. This motivates us to propose an energy-efficient in-network area query processing scheme. In our scheme, the monitored area is partitioned into grids, and a unique gray code number is used to represent a Grid ID (GID), which is also an effective way to describe an area. Furthermore, a reporting tree is constructed to process area merging and data aggregations. Based on the properties of GIDs, subareas can be merged easily and useless data can be discarded as early as possible to reduce energy consumption. For energy-efficiently answering continuous queries, we also design an incremental update method to continuously generate query results. In essence, all of these strategies are pivots to conserve energy consumption. With a thorough simulation study, it is shown that our scheme is effective and energy-efficient.     

基于主题划分的搜索策略设计与研究

在P2P网络结构中,提出一种基于主题划分的搜索策略(TONS),该策略基于主题将网络中的节点层次化、形成叠加网络.具体查询算法包括基于DHT的非结构化P2P网络和基于主题划分的叠加网络搜索索引结构.实验结果表明:包含相似主题的节点联系在一起,这样就能够确保将搜索局限在仅与查询主题相关的节点子集中.该策略为基于分布式哈希表的P2P系统提供了一种可满足复杂查询条件、部分匹配搜索数据要求的有效途径.     

阈值上限一定时超大规模数据库的查询方法研究

在确定查询阈值上限时,当前数据库查询方法只能使用查询树的一条路径,并行性能较差;在对超大规模数据进行查询时,具有查询时间长、响应不及时的弊端。为此,提出一种新的阈值上限一定时超大规模数据库的查询方法,通过RSA算法对超大规模数据库进行加密和解密处理,依据多叉树的定义构造多叉索引树,在此基础上计算各代表数据点与查询点之间的距离;在阈值上限一定时,利用多个从节点机并行处理后,使用主节点机汇集结果,运用后续子树递归处理,直至获取查询结果。实验结果表明,所提方法不仅具有很高的查询效率,而且CPU使用率很高。     

复合滑动窗口连接算法

滑动窗口是对数据流进行连续查询处理、得出近似查询结果的一种常用的数据采样技术．连续查询处理的执行方式有2类：一类是立即执行方式；一类是周期执行方式、在已有的研究工作中，基于滑动窗口的连接算法都是适用于立即执行的连续查询．提出了适用于周期执行的连续查询的复合滑动窗口连接算法，即CSWSNLJ算法和CSWSNHJ算法．理论分析和试验结果表明CSWSNHJ算法具有较好的性能．     

一种数据流上基于截止期的多查询过载预测模型

为保证数据流上查询处理的实时性要求,定义了截止期作为连续查询的实时性约束,提出了一种数据流上基于截止期的多查询过载预测模型.模型预测的过载点给出了能够保证数据流系统内所有查询满足各自截止期的临界情况.在多查询环境下,通过找到某一查询作为截止期瓶颈,使得该查询处理结束后剩余查询的处理能力正好大于系统的输入流速,从而计算出过载点.仿真实验结果证明,该模型预测出的过载点能够保证所有查询满足各自的截止期,并且预测算法具有良好的准确性和计算复杂性.     

A processing approach for event-based location aware queries in hybrid wireless sensor networks

In hybrid wireless sensor networks, sensor mobility causes the query areas to change dynamically. Aiming at the problem of inefficiency in processing the data aggregation queries in dynamic query areas, this paper proposes a processing approach for event-based location aware queries (ELAQ), which includes query dissemination algorithm, maximum distance projection proxy selection algorithm, in-network query propagation, and aggregation algorithm. ELAQs are triggered by the events and the query results are dependent on mobile sensors’ location, which are the characteristics of ELAQ model. The results show that compared with the TinyDB query processing approach, ELAQ processing approach increases the accuracy of the query result and decreases the query response time. Biography: HONG Liang (1982–), male, Ph.D. candidate, research direction: database system, sensor network.     

地理信息系统中的对象代数

在一般空间数据库中同时使用关系代数和图象代数给查询优化带来困难．本文提出一种合并的对象代数以支持地理信息系统中的复杂查询．代数的基础是规范化的面向对象的空间数据模型，该模型将图象代数操作与空间物体属性一起集成于物体基元的定义中．最后讨论了基于对象代数上的查询优化．     

An Efficient Query Rewriting Approach for Web Cached Data Management

0 IntroductionWitmhentth ef oerxp slhosairvineg gr ionwfotrhm oaft itohne iWsW aW k,eythe p rroeqblueirme-.When we deal withthe unprecedented amount of data,we areeasylost in browsing them. Thus , handling these data effi-ciently becomes more difficult than before.Consider the application domain publication retrieval ,which are abundant onthe Web and usually demandlongti meto generate the end-results through the query interfaces pro-vided by search engines .It oftenrequires three steps to de…     

基于混合处理模型的乱序数据流分布式聚合查询处理技术

为了解决现有的乱序数据流聚合查询处理技术不能在降低查询处理延迟,同时保障聚合查询结果的最终正确性的局限性问题,本研究设计了混合嵌入分布式流处理模块和分布式批处理模块的乱序数据流分布式聚合查询处理技术。该技术一方面基于用户给定的结果质量,限制自适应地优化流处理模块所用的缓冲区大小,从而尽可能降低流处理的查询处理延迟;另一方面基于备份于分布式数据存储系统的历史流数据,并以批处理的方式实现对极其晚到流元组的查询处理,从而保障聚合查询结果的最终正确性。基于真实的乱序数据流数据集对该技术进行测试分析表明:该技术在平均查询处理时延、查询结果精度和系统可扩展性方面,比目前最好的基于缓存的乱序数据流处理技术均具有显著优势。     

基于场地约束的PDMS查询优化技术

基于视图的查询求解是解决PDMS(Peer Data Management Systems)中数据共享的一个重要手段.基于成熟的Datalog技术,设计了基于场地约束的Datalog扩展技术用于解决PDMS环境下的查询优化问题.研究在数据密集型和逻辑上紧耦合的PDMS中存在的查询优化问题,提出了PDMS视图定义语言PView,局部约束和分布式约束的定义、及基于视图与约束的查询重写的优化方案,并给出性能分析.测试结果证明,基于约束的查询重写优化算法AffixC可以显著地提高查询处理效率,适用于逻辑上具有紧耦合关系的信息集成处理.