基于最大流最小割理论的无线传感网络事件检测算法

更新时间：2020-03-27 08:31:56 大小：10M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：无线传感网络 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

无线传感网络是由大量集成有传感器，数据处理单元，通信单元的微型传感器节点构成，这些节点通常造价低，计算能力和存储能力有限，能量有限。用于物理环境中进行事件检测是传感器网络的重要应用之一。在野外利用无线传感网络进行事件检测，节能很重要，因为传感器节点能量不容易补充，节能可以延长整个网络的使用寿命。另外，为了避免不必要的人力物力消耗，检测准确性很重要。本文提出的检测算法与以往算法相比，可以在保证准确性的前提下，减少通信量，节能效果明显。同时，本文介绍一个实际应用项目—基于无线传感网络的高校教室智能节能照明系统，该项目为检测算法的实际实现提供了详实的硬件基础，为该算法的进一步实验验证提供了科学支撑。

以往的事件检测算法，在节能和提高准确性方面做了许多研究工作，但对于一类边沿陡峭的事件，即这类事件在边界处邻居节点读数差距最大，如野外火灾，以往的工作利用事件的空间相关性不能很准确的找到事件的边界，没有达到最好的效果。针对这类事件，本文提出了一种基于最大流最小割理论的事件检测方法(BMinCut)。该算法将全部传感器节点读数抽象成一幅图像，并对图像做裁剪初始化，以达到减少通信量和计算量的目的;然后，利用最大流最小割原理对该图像进行分割;最后区分前景背景，找出事件区域。仿真实验以野外火灾为例，实验结果表明，该算法在保证较高准确性的同时通信量较少，节能效果明显;有多个事件区域时，仍可保证其准确性，而不需要增加计算量。

要设计一个算法，来解决现有问题，就必须要对问题及固有的限制有清晰的认识。对于我们要解决的无线传感网络事件检测中准确性和节能问题，就必须了解整个传感网络的工作机制和硬件上固有的限制。为此，本文设计和实现了高校教室智能节能照明系统，不仅解决了高校教室用电浪费的现象，还从底层了解了无线传感网络的基本知识，为以后的算法实际实现打好坚实基础。另外，本系统可在后期修改为基于最大流最小割算法进行事件检测的系统原型，部署于野外，进行实验，用于在真实的环境中测试该算法的优缺点。

该系统包含传感器节点和sink节点的设计，以及相应的控制程序和上位机软件开发。系统以单片机Ameg16为控制核心，利用nRF24L01无线收发模块实现节点间通信，通过w5100无线上...