一種發送數據的方法及裝置的制造方法

一種發送數據的方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種發送數據的方法及裝置，根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采集的數據，確定自身的第一數據空間相關度；將自身的第一數據空間相關度發送給每個鄰居節點，并接收每個鄰居節點確定的第二數據空間相關度，確定自身的第一數據空間相關度和每個第二數據空間相關度中的第一最大數據空間相關度，判斷該第一最大數據空間相關度是否與第一數據空間相關度相等；在設定時間內接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，判斷每個第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于第一數據空間相關度，如果均為否，將自身采集的數據發送給匯聚節點，去除冗余的數據，從而提高信息傳輸效率，節約網絡資源和能量。
【專利說明】-種發送數據的方法及裝置
[0001 ] 技術鄰域
[0002] 本發明設及無線傳感器網絡數據處理技術領域，特別設及一種發送數據的方法及 裝置。
【背景技術】
[0003] 無線傳感器網絡(Wireless Sensor化tworks,WSNs)是由密集分布在監測區域的 大量感知節點組成，且其節點間無線通信。無線傳感器網絡受到廣泛應用，無線傳感器網絡 中的節點可W對周圍環境的屬性值進行采集，無線傳感器網絡的任務是通過各節點采集到 的數據，可靠而準確地描述網絡覆蓋區域內的物理特征。由于采集數據的空間連續性和節 點的密集部署，無線傳感器網絡中節點間就存在著很高的空間相關性，使得鄰近的節點采 集的數據通常具有較高的相似度，因此，節點采集的數據之間存在一定的冗余性。
[0004] 在現有技術的收集信息的過程中，所有節點都將采集的數據單獨發送到匯聚節 點，由于數據冗余性的存在，使得用所有節點采集的數據描述網絡覆蓋區域內的物理特征 的準確性提高并不明顯，同時，還伴隨著產生W下問題：
[0005] 1)降低數據傳輸效率:所有節點都將采集的數據單獨發送到匯聚節點，在傳輸過 程中可能會增加數據鏈路層的協調難度，造成頻繁的沖突碰撞，降低通信效率。2)浪費網絡 資源和能量:無線傳感器網絡節點的資源十分有限，主要表現在電池能量、通信帶寬等方 面，如果每個節點都將其采集的數據發送給匯聚節點，在無線傳感器網絡中會傳輸冗余的 數據，不僅會浪費帶寬資源，還會消耗網絡節點大量的能量。

【發明內容】

[0006] 本發明實施例公開了一種發送數據的方法及裝置，W提高數據傳輸效率，降低網 絡資源和節點的能量消耗。
[0007] 技術方案如下：
[000引第一方面，一種發送數據的方法，應用于無線傳感器網絡中的任一節點，所述方法 包括：
[0009] 向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其每個鄰居節點發送的該每個鄰居 節點采集的數據；
[0010] 確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集的數據之間的相關度，確定采 集的數據與自身采集的數據的相關度大于設定闊值的數據鄰域節點；
[0011] 根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采集的數據，確定自身的第一 數據空間相關度；
[0012] 將自身的第一數據空間相關度發送給每個鄰居節點，并接收每個鄰居節點確定的 第二數據空間相關度，確定所述第一數據空間相關度和每個第二數據空間相關度中的第一 最大數據空間相關度；
[0013] 判斷所述第一最大數據空間相關度是否與所述第一數據空間相關度相等；
[0014] 如果是，在設定時間內接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，其中所述第一 更新信息中攜帶第二最大數據空間相關度及確定所述第二最大數據空間相關度的節點，判 斷每個所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于所述第一數據空間 相關度，如果均為否，將自身采集的數據發送給匯聚節點。
[0015] 優選地，當第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度大于所述第一數據空 間相關度時，所述方法還包括：
[0016] 采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一 最大數據空間相關度。
[0017] 優選地，所述方法還包括：
[0018] 向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最 大數據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點。
[0019] 優選地，所述方法還包括：
[0020] 當判斷所述第一最大數據空間相關度與所述第一數據空間相關度不相等時，向其 每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相 關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點，并接收其他節點發送的第一更新信息， 判斷所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于本地保存的第一最大 數據空間相關度，如果是，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新 本地保存的第一最大數據空間相關度。
[0021] 優選地，所述確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集的數據之間的相 關度;具體為：
[0022] 針對每個鄰居節點，根據自身采集的數據與每個接收到的所述鄰居節點采集的數 據差值的絕對值，確定所述自身采集的數據及對應所述鄰居節點采集的數據的相關度。
[0023] 優選地，所述根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采集的數據，確 定自身的第一數據空間相關度包括：
[0024] 根據
[0025]
確定自身的第一數據空間相關度，其中，Spa(Vi)為節點Vi的第一數據空間相關度，nmin為預 設的數量闊值，m為節點Vi的數據鄰域節點數量，e為預設的數據闊值，d為節點Vi采集的數據 到其數據鄰域節點采集數據的距離的平均值，A e為節點Vi采集的數據與其數據鄰域節點 采集數據的平均值的距離;a，e和丫為權重系數，且a+e+ 丫 = 1。
[0026] 第二方面，一種發送數據裝置，應用于無線傳感器網絡中的任一節點，所述裝置包 括：
[0027] 數據發送接收模塊，用于向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其每個鄰 居節點發送的該每個鄰居節點采集的數據；
[0028] 數據鄰域節點確定模塊，用于確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集 的數據之間的相關度，確定采集的數據與自身采集的數據的相關度大于設定闊值的數據鄰 域節點；
[0029] 數據空間相關度確定模塊，用于根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節 點采集的數據，確定自身的第一數據空間相關度；
[0030] 第一最大數據空間相關度的確定模塊，用于將自身的第一數據空間相關度發送給 每個鄰居節點，并接收每個鄰居節點確定的第二數據空間相關度，確定所述第一數據空間 相關度和每個第二數據空間相關度中的第一最大數據空間相關度；
[0031] 第一判斷模塊，用于判斷所述第一最大數據空間相關度是否與所述第一數據空間 相關度相等；
[0032] 更新信息接收發送模塊，用于當所述第一判斷模塊的判斷結果為是時，在設定時 間內接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，其中所述第一更新信息中攜帶第二最大數 據空間相關度及確定所述第二最大數據空間相關度的節點；
[0033] 第二判斷模塊，用于判斷每個所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關 度是否大于所述第一數據空間相關度；
[0034] 代表數據發送模塊，用于當所述第二判斷模塊的判斷結果均為否時，將自身采集 的數據發送給匯聚節點。
[0035] 優選地，所述裝置包括：
[0036] 第一最大數據空間相關度第一更新模塊，用于當所述第二判斷模塊的判斷結果為 是時，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大 數據空間相關度。
[0037] 優選地，所述更新信息接收發送模塊，還用于當第一最大數據空間相關度第一更 新模塊采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最 大數據空間相關度時，向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息 中攜帶第一最大數據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點。
[0038] 優選地，所述更新信息接收發送模塊，還用于當所述第一判斷模塊判斷結果為否 時，向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最大數 據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點;并接收其他節點發送的第一更 新信息；
[0039] 所述裝置還包括第=判斷模塊和第一最大數據空間相關度第二更新模塊；
[0040] 所述第=判斷模塊，用于判斷所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關 度是否大于本地保存的第一最大數據空間相關度；
[0041] 所述第一最大數據空間相關度第二更新模塊，用于當所述第=判斷模塊的判斷結 果為是時，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一 最大數據空間相關度。
[0042] 本發明提出的一種發送數據的方法，針對每個節點，基于自身采集的數據和其鄰 居節點采集的數據計算自身的第一數據空間相關度，第一數據空間相關度代表本節點的數 據能夠代表鄰居節點的數據的程度，并經過一系列步驟判斷出自身的第一數據空間相關度 一直大于或等于自身接收到的第一更新信息攜帶的第二最大數據空間相關度的節點，該節 點的數據上傳至匯聚節點。由于本發明實施例中每個節點與其鄰居節點進行數據的交互， 并確定自身與鄰居節點采集的數據之間的相關度，從而確定數據鄰域節點，并根據自身采 集的數據及數據鄰域節點采集的數據，確定第一數據空間相關度，通過不斷的交互確定第 一最大數據空間相關度，該最大數據空間相關度對應節點采集的數據為代表性數據，該數 據能夠反映局部區域內節點采集的數據，作為該第一最大數據空間相關度的節點其將采集 的數據發送給匯聚節點，該數據具有代表性，能夠準確描述無線網絡局部區域內物理特性， 因為不是所有節點發送數據，提高數據傳輸效率，降低網絡資源和節點的能量消耗。
[0043] 另一方面，本發明提出的一種發送數據的裝置，該裝置是針對上述發送數據的方 法提出的，因此，具有相應的技術效果。
【附圖說明】
[0044] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本鄰域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W 根據運些附圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1為本發明實施例提供的一種發送數據的方法的流程圖；
[0046] 圖2為本發明實施例提供的一種發送數據的方法實際應用的傳感器網絡的一種分 布圖；
[0047] 圖3為本發明實施例提供的一種發送數據裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0048] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0049] 本發明提出的一種發送數據的方法及裝置，應用于無線傳感器網絡，無線傳感器 網絡中的每一個節點均采集數據，其所采集的數據可W是溫度、濕度或壓力等中的任一種， 當然，不限于上述幾種。
[0050] 如圖1所示，圖1為本發明實施例提供的一種發送數據的方法的流程圖，該方法應 用于無線傳感器網絡中的任一節點，包括：
[0051 ] SlOl、向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其每個鄰居節點發送的該每 個鄰居節點采集的數據；
[0052] 無線傳感器網絡中的每一節點均向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其 每個鄰居節點發送的該每個鄰居節點采集的數據。
[0053] 為了通過節點采集的數據去表征無線傳感器網絡所覆蓋區域的特征，一般情況 下，對于該覆蓋區域的某一特征是實時變化的，需要所有節點同時采集數據，用于描述該數 據采集時刻該覆蓋區域的運一特征;對于該覆蓋區域的某一特征是穩定不變的，則不需要 所有節點同時采集數據，只需要所有節點采集到數據即可。
[0054] 本步驟中所設及的每個節點的鄰居節點為位于該節點的預設通信半徑內的節點， 根據預設通信半徑所劃分的區域使得每個節點的鄰居節點數量不盡相同，有的節點的鄰居 節點數量較多，有的節點的鄰居節點的數量較少，甚至為0個，但為了是選出的節點更具代 表性，應通過設置合適的預設通信半徑來避免出現鄰居節點個數為0的節點。
[0055] S102、確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集的數據之間的相關度， 確定采集的數據與自身采集的數據的相關度大于設定闊值的數據鄰域節點；
[0056] 兩個節點采集的數據之間的相關度表示兩個數據的靠近程度，相關度越大說明兩 個數據越接近，越相關，設定闊值的劃定能夠保證數據鄰域節點采集的數據與自身節點采 集的數據之間一定的靠近程度，W便使自身與數據相關的節點之間交互。
[0057] 本步驟具體實施時，確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集的數據之 間的相關度;可W為：
[0058] 針對每個鄰居節點，根據自身采集的數據與每個接收到的鄰居節點采集的數據差 值的絕對值，確定自身采集的數據及對應鄰居節點采集的數據的相關度。例如，可W確定絕 對值的倒數為該相關度，因為絕對值的倒數越大，該絕對值越小，說明兩個數據之間越接 近，也越相關，反之，絕對值的倒數越小，說明兩個數據之間越不相關，當然，還可W確定絕 對值的相反數為該相關度。
[0059] 具體實施時，也可W確定出采集的數據與自身采集的數據的相關度小于設定闊值 的數據鄰域外節點。
[0060] 具體實施時，設定闊值是根據某節點數據和與其相關的節點數據之間的最大允許 偏差設定的，具體可W根據所監視區域的特征設定。
[0061] 當然，也可W直接通過確定采集的數據與自身采集的數據的絕對值小于預設的數 據闊值的節點為自身的數據鄰域節點，跟本步驟實質相同。
[0062] S103、根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采集的數據，確定自身 的第一數據空間相關度；
[0063] 數據空間相關度既能反映自身和其鄰居節點采集的數據的聚集程度，也能反映運 些數據分布情況。
[0064] 本步驟中，具體實施時，可W根據每個節點自身采集的數據及其所接收到的其每 個鄰居節點采集的數據，通過現有技術中計算數據空間相關度的方法，計算每個節點的數 據空間相關度，也可W根據已有數據，重新推導或總結新的更精確的相關度計算公式，從而 計算對應的數據空間相關度。
[0065] S104、將自身的第一數據空間相關度發送給每個鄰居節點，并接收每個鄰居節點 確定的第二數據空間相關度，確定該第一數據空間相關度和每個第二數據空間相關度中的 第一最大數據空間相關度；
[0066] 本步驟具體實施時，自身會接收鄰居節點發送的第二數據空間相關度，針對本節 點VI，若節點Vi的第一數據空間相關度不為0,那么將其數據鄰域節點的節點號保存至DevIn (Vi)，將節點Vi數據鄰域外節點的節點號保存至DevOut(Vi)。
[0067] 當節點Vi的第一數據空間相關度不為0時，節點Vi向DevIn(Vi)中對應的每個節點 W第一標志信息(Vi, 1 ,Spa(Vi))的形式發送第一數據空間相關度，節點Vi向DevOut (Vi)對 應的每個節點W第二標志信息(乂1，-1，59曰(乂1))的形式發送第一數據空間相關度；當節點乂1 的第一數據空間相關度為加寸，節點Vi向其全部鄰居節點^第；標志信息(Vi，0，Spa(Vi))形 式發送第一數據空間相關度。
[0068] 通過位于S種標志信息中間的1、-1、0可W區分節點間的數據關系。
[0069] S105、判斷該第一最大數據空間相關度是否與該第一數據空間相關度相等；
[0070] 本步驟中主要判斷自身保存的第一最大數據空間相關度是否是自身的第一數據 空間相關度。
[0071] S106、如果是，在設定時間內接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，其中所述 第一更新信息中攜帶第二最大數據空間相關度及確定第二最大數據空間相關度的節點，判 斷每個第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于該第一數據空間相關度， 如果均為否，將自身采集的數據發送給匯聚節點。
[0072] 在本發明實施例中每個節點與其數據鄰域節點進行信息交互，第一節點為第二節 點的數據鄰域節點，第=節點也為第二節點的數據鄰域節點，在第一次信息交互時，第一節 點獲取第二節點的數據空間相關度，第二節點獲取第一節點和第=節點的數據空間相關 度，第=節點獲取第二節點的數據空間相關度，如果此時第=節點的數據空間相關度最大， 則第二節點將第=節點的數據空間相關度還會再發送給第一節點，經過多次信息交互，數 據鄰域內的節點可W確定最大數據空間相關度。
[0073] 由于每個節點對應的鄰居節點已知，如果鄰居節點中的節點全部都為數據鄰域節 點時，經過多次交互也能夠確定最大數據空間相關度，因此在本發明實施例中可W根據該 交互的次數，每次交互的時長，確定該設定時間。因此，通過預先設定時間，來完成接收第一 更新信息的過程。
[0074] 步驟105中的判斷結果為是的話，自身所采集的數據才有可能是代表性數據，如果 否，則自身采集的數據就不是代表性數據;有可能是代表性數據的話，還要做進一步地判 斷，即通過步驟S106判斷出該節點所采集的數據是不是代表性數據，如果是代表性數據，貝U 將自身采集的數據發送給匯聚節點，通過將上述方法應用到無線網絡的所有節點后，可W 選出具有代表性的數據。
[0075] 當然，若該方法所應用的無線網絡的節點存在沒有鄰居節點的情況，對于運種情 況，將運種節點標識為獨立節點，其所采集的數據可直接發送到匯聚節點。
[0076] 但通過設置鄰居節點所采用的預設通信半徑的大小來規避運個沒有鄰居節點的 問題，能夠更好選取代表性數據。
[0077] 本發明提出的一種發送數據的方法，針對每個節點，基于自身采集的數據和其鄰 居節點采集的數據計算自身的第一數據空間相關度，第一數據空間相關度代表本節點的數 據能夠代表鄰居節點的數據的程度，并經過一系列步驟判斷出自身的第一數據空間相關度 一直大于或等于自身接收到的第一更新信息攜帶的第二最大數據空間相關度的節點，該節 點的數據上傳至匯聚節點。
[0078] 由于本發明實施例中每個節點與其鄰居節點進行數據的交互，并確定自身與鄰居 節點采集的數據之間的相關度，從而確定數據鄰域節點，并根據自身采集的數據及數據鄰 域節點采集的數據，確定第一數據空間相關度，通過不斷的交互確定第一最大數據空間相 關度，該最大數據空間相關度對應節點采集的數據為代表性數據，該數據能夠反映局部區 域內節點采集的數據，作為該第一最大數據空間相關度的節點其將采集的數據發送給匯聚 節點，該數據具有代表性，能夠準確描述無線網絡局部區域內物理特性，因為不是所有節點 發送數據，提高數據傳輸效率，降低網絡資源和節點的能量消耗。
[0079] 具體地，本方法是針對網絡中每個節點的，最終上傳至匯聚節點的數據是從全局 選出的，每個數據均具有局部代表性，運些數據能夠保證描述網絡覆蓋區域內的物理特征 的準確性。由于只上傳了部分數據到匯聚節點，實現了去除冗余數據的目的，在數據上傳至 匯聚節點的過程中，降低了數據鏈路層的協調難度，減少數據傳輸中頻繁沖突碰撞的可能 性，從而使得提高通信效率。由于在判斷節點的數據是否上傳的過程中，是通過節點間的信 息傳輸來判斷的，無需上傳數據到匯聚節點來判斷，從而降低了去除冗余數據過程的能量 消耗，同時，最終只上傳部分數據到匯聚節點，節約了網絡資源，減少了網絡節點的能量消 耗。
[0080] 本實施例中，根據
[0081]
, 確定自身的第一數據空間相關度，其中，Spa(Vi)為節點Vi的第一數據空間相關度，nmin為預 設的數量闊值，m為節點Vi的數據鄰域節點數量，e為預設的數據闊值，d為節點Vi采集的數據 到其數據鄰域節點采集數據的距離的平均值，A e為節點Vi采集的數據與其數據鄰域節點 采集數據的平均值的距離;a，e和丫為權重系數，且a+e+ 丫 = 1。
[0082]具體實施時，
[0083；
[0084；
[0085] 其中，〇11、〇12、、、〇1。分別為節點￥1的111個數據鄰域節點采集的數據，0功節點￥凍集 的數據。
[0086] 如果一個節點能夠代表其他節點，應該有至少nmin個節點的數據在其數據的e鄰域 內，那么數量闊值nmin最少應為1個節點。
[0087] 該數據空間相關度能夠反映出節點數據周圍的數據聚集程度與其周圍的數據分 布情況，該公式能夠反映出實際情況:節點Vi的數據鄰域節點數量m越大，節點Vi對其數據鄰 域節點的代表性越好;節點Vi數據鄰域節點所采集的數據越集中在節點Vi采集的數據的周 圍，節點Vi對其數據鄰域節點的代表性越好;節點Vi采集的數據離節點Vi數據鄰域節點所采 集的數據中屯、越近，節點Vi對其數據鄰域節點的代表性越好;采用該公式計算數據空間相 關度，具有很高的準確性。
[0088] 在運個公式中，第=項描述的是代表性數據的準確程度，其重要性相對前兩項更 大，第二項描述的是代表性數據在鄰居節點數據中的分布情況，重要性比第一項大，按照各 項的重要性W及實際網絡環境，可W確定權重系數a、e和丫的值。
[0089] -種實施例中，當第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度大于第一數據 空間相關度時，該選取代表性數據的方法還包括：
[0090] 采用第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大 數據空間相關度。
[0091] 運樣設置可W更新本地保存的第一最大數據空間相關度，有利于數據空間相關度 信息的傳遞。
[0092] 本實施方式中，進一步地，該選取代表性數據的方法還包括：向其每個數據鄰域節 點發送第二更新信息，其中該第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度及確定所述第 二最大數據空間相關度的節點。
[0093] 具體的，基于上述方法，向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，該第二更新信 息中攜帶第一最大數據空間相關度及確定第一最大數據空間相關度的節點，該第一最大數 據空間相關度包括該節點在設定時間內所確定的第一最大數據空間相關度。
[0094] 進一步地，該選取代表性數據的方法還包括：
[0095] 當判斷該最大數據空間相關度與自身的第一數據空間相關度不相等時，向其每個 數據鄰域節點發送第二更新信息，其中該第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度及 確定該第一最大數據空間相關度的節點，并接收其他節點發送的第一更新信息，判斷該第 一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于本地保存的第一最大數據空間相 關度，如果是，采用該第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第 一最大數據空間相關度。
[0096] 運樣設置，W便數據空間相關度信息的依次傳遞更新，從而選出更具代表性的數 據。
[0097] 針對上述方法，舉例說明，如圖2所示，圖2為英特爾伯克利實驗室的節點分布示意 圖，該圖2中有54個節點分布在平面區域內，運里的節點采集的是溫度數據。
[0098] 首先設置合適的預設通信半徑，針對每一個節點，根據54個節點的分布，計算出每 個節點和其最接近的節點之間的距離，在所有的最小距離中，最大值為5.83米。為保證網絡 的連接性，節點的預設通信半徑至少設置為5.83米。因此，在本例中預設通信半徑為6米，在 本例中，可使得對于其中的大多數節點，有4或5個鄰居節點，而且避免了存在沒有鄰居節點 的節點，設置好預設通信半徑之后，可確定每個節點的鄰居節點。
[0099] 所有節點采集的數據如表一所示，其中，5號節點沒有采集到數據，可認為該傳感 節點損壞，不參與代表性數據的選取。
[0100] 對于該無線網絡中的任一節點，判斷該節點所采集的數據是不是代表性數據，要 不要將其所采集的數據直接發送的匯聚節點，均可通過上述方法進行判斷，從而選出全局 的多個代表性數據，發送到匯聚節點。
[0101] 根據所監視區域的特征設定一個預設的數據闊值。在選取的實驗室數據中，確定 預設的數據闊值為0.35。
[0102] 由于每個節點都需要運樣的判斷，因此，從全局網絡來看，該無線網絡中的每個節 點都向各自的鄰居節點發送其自身采集的數據，并接受各自鄰居節點發送的該每個鄰居節 點采集的數據。針對每個節點，該每個節點確定自身采集的數據及自身接收到的每個鄰居 節點采集的數據之間的相關度，本例之中，直接通過確定采集的數據與自身采集的數據的 絕對值小于預設的數據闊值的節點為自身的數據鄰域節點。
[0103] 每個節點根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采集的數據，確定自 身的第一數據空間相關度，本例中采用每個節點根據
[0104]
確定自身的第一數據空間相關度，其中，Spa(Vi)為節點Vi的第一數據空間相關度，nmin為預 設的數量闊值，m為節點Vi的數據鄰域節點數量，e為預設的數據闊值，d為節點Vi采集的數據 到其數據鄰域節點采集數據的距離的平均值，A e為節點Vi采集的數據與其數據鄰域節點 采集數據的平均值的距離;a，e和丫為權重系數，且a+e+ 丫 = 1。
[0105] 其中，如果一個節點能夠代表其他節點，應該有至少nmin個節點的數據在其關于數 據闊值的數據鄰域內，那么數量闊值nmin最少應為1個節點。由于對于大多數節點來說，其鄰 居節點的數量僅僅是4或5,為了保證選取的數據更加具有代表性，將nmin的值設置為2。
[0106] 本發明提出的數據空間相關度公式中，第=項描述的是代表性數據的準確程度， 其重要性相對前兩項更大;第二項描述的是代表性數據在鄰居節點數據中的分布情況，重 要性比第一項大;按照各項的重要性，設置權重系數為a = l/6，e=l/3，丫 =1/2。
[0107] 根據上述公式計算每個節點的第一數據空間相關度，如表一所示。
[010引 表一
[0109]
[0110]

[0112]
[0113] 針對網絡中的每個節點，將自身的第一數據空間相關度發送給每個鄰居節點，并 接收每個鄰居節點確定的第二數據空間相關度，確定該第一數據空間相關度和每個第二數 據空間相關度中的第一最大數據空間相關度，并確定該第一最大數據空間相關度對應的節 點，如表二所示：
[0114] 表二
[0115]

[0117]
[0118] 每個節點及其各自保存的如表二中展示的結果，判斷第一最大數據空間相關度是 否與第一數據空間相關度相等，如果是，在設定時間內接收其數據鄰域節點發送的第一更 新信息，其中所述第一更新信息中攜帶第二最大數據空間相關度及確定第二最大數據空間 相關度的節點，判斷每個第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于該第一 數據空間相關度，如果均為否，將自身采集的數據發送給匯聚節點。每個節點針對自身，通 過運個判斷條件可W判斷出，自身所采集的數據是不是代表性數據。
[0119] 具體的更新過程中，針對每個節點，當第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間 相關度大于所述第一數據空間相關度時，采用第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相 關度更新本地保存的第一最大數據空間相關度，而且向其每個數據鄰域節點發送第二更新 信息，其中該第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度及確定所述第二最大數據空間 相關度的節點。
[0120] 當判斷該最大數據空間相關度與自身的第一數據空間相關度不相等時，向其每個 數據鄰域節點發送第二更新信息，其中該第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度及 確定該第一最大數據空間相關度的節點，并接收其他節點發送的第一更新信息，判斷該第 一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于本地保存的第一最大數據空間相 關度，如果是，采用該第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第 一最大數據空間相關度。
[0121] 根據上述方法獲得最后的更新結果如表=所示：
[0122] 表S
[0123]

[0125]
[0126] 表S中9號節點、16號節點、18號節點、19號節點、22號節點、23號節點、25號節點、 28號節點、35號節點、38號節點、52號節點、42號節點、49號節點和50號節點滿足上述條件， 在設定時間之后，各自會將自身所采集的數據發送給匯聚節點，運些數據可準確的表征網 絡覆蓋區域的特征，避免所有節點將各自的數據直接傳遞給匯聚節點，減少了數據冗余現 象。
[0127] 針對本發明的另一方面，如圖3所示，圖3為本發明實施例提供的一種發送數據裝 置的結構示意圖，該發送數據裝置，應用于無線傳感器網絡中的任一節點，該裝置包括：
[0128] 數據發送接收模塊31，用于向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其每個 鄰居節點發送的該每個鄰居節點采集的數據；
[0129] 數據鄰域節點確定模塊32,用于確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采 集的數據之間的相關度，確定采集的數據與自身采集的數據的相關度大于設定闊值的數據 鄰域節點；
[0130] 數據空間相關度確定模塊33,用于根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域 節點采集的數據，確定自身的第一數據空間相關度；
[0131] 第一最大數據空間相關度的確定模塊34,用于將自身的第一數據空間相關度發送 給每個鄰居節點，并接收每個鄰居節點確定的第二數據空間相關度，確定自身的第一數據 空間相關度和每個第二數據空間相關度中的第一最大數據空間相關度；
[0132] 第一判斷模塊35,用于判斷該第一最大數據空間相關度是否與自身的第一數據空 間相關度相等；
[0133] 更新信息接收發送模塊36,用于當所述第一判斷模塊的判斷結果為是時，在設定 時間內接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，其中該第一更新信息中攜帶第二最大數 據空間相關度及確定該第二最大數據空間相關度的節點；
[0134] 第二判斷模塊37,用于判斷每個第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度 是否大于自身的第一數據空間相關度；
[0135] 代表數據發送模塊38,用于當第二判斷模塊的判斷結果均為否時，將自身采集的 數據發送給匯聚節點。
[0136] 該裝置是針對上述發送數據的方法提出的，因此，具有相應的技術效果。
[0137] -種實施例中，具體實施時，該發送數據裝置包括：
[0138] 第一最大數據空間相關度第一更新模塊，用于當第二判斷模塊的判斷結果為是 時，采用第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大數據空 間相關度。
[0139] 另外，更新信息接收發送模塊，還用于當第一最大數據空間相關度第一更新模塊 采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大數據 空間相關度時，向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶 第一最大數據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點。
[0140] 另一種實施例中，更新信息接收發送模塊，還用于當所述第一判斷模塊判斷結果 為否時，向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最 大數據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點;并接收其他節點發送的第 一更新信息；
[0141] 該發送數據裝置包括還包括第=判斷模塊和第一最大數據空間相關度第二更新 模塊；
[0142] 其中，第=判斷模塊，用于判斷所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相 關度是否大于本地保存的第一最大數據空間相關度;第一最大數據空間相關度第二更新模 塊，用于當所述第=判斷模塊的判斷結果為是時，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最 大數據空間相關度更新本地保存的第一最大數據空間相關度。
[0143] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示運些實體或操作之間存 在任何運種實際的關系或者順序。而且，術語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運種過程、方法、物品或者設備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0144] 本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置實 施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所W描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例 的部分說明即可。
[0145] 本領域普通技術人員可W理解實現上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可 W通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可W存儲于計算機可讀取存儲介質中， 運里所稱得的存儲介質，如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。
[0146] W上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍 內。
【主權項】
1. 一種發送數據的方法，其特征在于，應用于無線傳感器網絡中的任一節點，所述方法 包括： 向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其每個鄰居節點發送的該每個鄰居節點 采集的數據； 確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集的數據之間的相關度，確定采集的 數據與自身采集的數據的相關度大于設定闊值的數據鄰域節點； 根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采集的數據，確定自身的第一數據 空間相關度； 將自身的第一數據空間相關度發送給每個鄰居節點，并接收每個鄰居節點確定的第二 數據空間相關度，確定所述第一數據空間相關度和每個第二數據空間相關度中的第一最大 數據空間相關度； 判斷所述第一最大數據空間相關度是否與所述第一數據空間相關度相等； 如果是，在設定時間內接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，其中所述第一更新 信息中攜帶第二最大數據空間相關度及確定所述第二最大數據空間相關度的節點，判斷每 個所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于所述第一數據空間相關 度，如果均為否，將自身采集的數據發送給匯聚節點。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當第一更新信息中攜帶的第二最大數據空 間相關度大于所述第一數據空間相關度時，所述方法還包括： 采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大 數據空間相關度。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最大數 據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 當判斷所述第一最大數據空間相關度與所述第一數據空間相關度不相等時，向其每個 數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度 及確定所述第一最大數據空間相關度的節點，并接收其他節點發送的第一更新信息，判斷 所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是否大于本地保存的第一最大數據 空間相關度，如果是，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地 保存的第一最大數據空間相關度。5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定自身采集的數據及接收到的每個 鄰居節點采集的數據之間的相關度;具體為： 針對每個鄰居節點，根據自身采集的數據與每個接收到的所述鄰居節點采集的數據差 值的絕對值，確定所述自身采集的數據及對應所述鄰居節點采集的數據的相關度。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據自身采集的數據及接收到的每個 數據鄰域節點采集的數據，確定自身的第一數據空間相關度包括： 根據確定 自身的第一數據空間相關度，其中，Spa(Vi)為節點Vi的第一數據空間相關度，nmin為預設的 數量闊值，m為節點Vi的數據鄰域節點數量，ε為預設的數據闊值，d為節點Vi采集的數據到其 數據鄰域節點采集數據的距離的平均值，A e為節點Vi采集的數據與其數據鄰域節點采集 數據的平均值的距離;α，0和丫為權重系數，且α+折丫 = 1。7. -種發送數據裝置，其特征在于，應用于無線傳感器網絡中的任一節點，所述裝置包 括： 數據發送接收模塊，用于向其鄰居節點發送其自身采集的數據，并接收其每個鄰居節 點發送的該每個鄰居節點采集的數據； 數據鄰域節點確定模塊，用于確定自身采集的數據及接收到的每個鄰居節點采集的數 據之間的相關度，確定采集的數據與自身采集的數據的相關度大于設定闊值的數據鄰域節 點' ； 數據空間相關度確定模塊，用于根據自身采集的數據及接收到的每個數據鄰域節點采 集的數據，確定自身的第一數據空間相關度； 第一最大數據空間相關度的確定模塊，用于將自身的第一數據空間相關度發送給每個 鄰居節點，并接收每個鄰居節點確定的第二數據空間相關度，確定所述第一數據空間相關 度和每個第二數據空間相關度中的第一最大數據空間相關度. 第一判斷模塊，用于判斷所述第一最大數據空間相關度是否與所述第一數據空間相關 度相等； 更新信息接收發送模塊，用于當所述第一判斷模塊的判斷結果為是時，在設定時間內 接收其數據鄰域節點發送的第一更新信息，其中所述第一更新信息中攜帶第二最大數據空 間相關度及確定所述第二最大數據空間相關度的節點； 第二判斷模塊，用于判斷每個所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是 否大于所述第一數據空間相關度； 代表數據發送模塊，用于當所述第二判斷模塊的判斷結果均為否時，將自身采集的數 據發送給匯聚節點。8. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括： 第一最大數據空間相關度第一更新模塊，用于當所述第二判斷模塊的判斷結果為是 時，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大數 據空間相關度。9. 根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述更新信息接收發送模塊，還用于當第 一最大數據空間相關度第一更新模塊采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間 相關度更新本地保存的第一最大數據空間相關度時，向其每個數據鄰域節點發送第二更新 信息，其中所述第二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度及確定所述第一最大數據空 間相關度的節點。10. 根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述更新信息接收發送模塊，還用于當所 述第一判斷模塊判斷結果為否時，向其每個數據鄰域節點發送第二更新信息，其中所述第 二更新信息中攜帶第一最大數據空間相關度及確定所述第一最大數據空間相關度的節點； 并接收其他節點發送的第一更新信息； 所述裝置還包括第Ξ判斷模塊和第一最大數據空間相關度第二更新模塊； 所述第Ξ判斷模塊，用于判斷所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度是 否大于本地保存的第一最大數據空間相關度； 所述第一最大數據空間相關度第二更新模塊，用于當所述第Ξ判斷模塊的判斷結果為 是時，采用所述第一更新信息中攜帶的第二最大數據空間相關度更新本地保存的第一最大 數據空間相關度。
【文檔編號】H04W40/24GK105979564SQ201610245016
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】唐碧華, 張興博, 張洪光, 吳帆, 范文浩
【申請人】北京郵電大學