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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种基于压缩感知的无线传感器网络节点数据聚合方法，首先使用网格路由协议对无线传感器网络进行分簇，来产生数量、位置均衡的分簇，而后使用均衡子树算法生成负载均衡的网格间树状路由结构，在这两项基础上最后使用压缩感知对传感器传输的数据进行聚合来减小网络能耗，延长网络生存周期。该方法可以保证路由负载的均衡，从而最大程度发挥压缩感知数据聚合完美均衡能耗的效果。

主权项：1.一种基于压缩感知的无线传感器网络节点数据聚合方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：GRID路由协议；将整个监测区域分成大小相等的网格，网格数目选择为四舍五入取整，N为监测区域传感器节点WSN总数；每个网格中选举竞争逆半径最小的节点作为群首节点，剩余节点为普通节点；竞争逆半径计算公式如下： 式中：Ere为节点剩余能量大小；Dto-c为节点距网格中心距离；α为大于1的常数；普通节点负责网格内区域的事件监测，并向群首报告，群首负责向普通节点广播消息，收集普通节点的监测数据，并向相邻群首转发数据分组，路由采用逐网格查找方式，无须逐跳查找路由；步骤2：均衡子树的网状网格间路由算法；构造一棵以汇聚节点为根的子树均衡的网格间树状路由，实现步骤如下：步骤2-1：初始化；初始化汇聚节点下子树列表为T＝[1,1,1,1,1,1,1,1]；初始化所有群首节点：Tsub＝None,Ere＝Eini,Dts＝+∞；式中：Tsub为该节点所属子树编号；Dts表示该节点到汇聚节点的距离；对与汇聚节点相邻的八个网格的群首节点，将它们的Tsub分别从1到8进行编号；步骤2-2：更新；从汇聚节点开始向周边遍历所有网格群首，为每个网格群首寻找其最优父群首，群首i寻找最优父群首o的过程如下：群首i在相邻群首中，按照相邻群首节点的T[Tsub]、Ere以及Dts的先后顺序进行比较从而得到最优父群首；先比较T[Tsub]的值，找到最小的作为父群首；如果最小的不止一个，再比较Ere的值，找到Ere最大的作为父群首；如果Ere最大的不止一个，再比较Dts的值，找到Dts最小的作为父群首；对群首i及其父群首o，按如下方式更新群首i的参数：Tisub＝Tosub,Eire＝Eup-ire,Dits＝Dots+Dio,T[Tosub]加1；式中：Tisub，Tosub,Eire，Dits，Dots分别代表群首i和父群首o的相应参数；Eup-ire为群首i找到父群首o建立联系后所剩余的能量；Dio表示群首i到父群首o的距离；步骤3：基于压缩感知的数据聚合；按如下公式对每个网格中的数据进行聚合： 其中，Φi，i＝1,2,…S为M×Ni维矩阵，每个元素独立同分布于均值为0，方差为1M的高斯分布，Ni为第i个分块矩阵的列数，xi是将N维向量x分成S段的各分段向量；每段xi由一个网格中的传感器节点所采集的数据构成，Φi为该网格所对应的测量矩阵。

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