1、无线传感器网络中基于主动数据滤波算法的数据聚集摘要：本文提出了一种用于无 线传 感器网 络 聚集数据的主 动 数据 滤 波 (proactive data filtering (PDF)算法。此算法的提出目的是 进 一步减少 WSN聚集数据所需的功耗。在 许 多 应 用 领 域， WSN的 节 点会收到 许 多 类 似的信息，其中一些 节 点收集到的信息是多余，用 户 并不需要，当 这 些 节 点向接收器 (sink)发 送数据 时 ，其用掉的能源是不必要的。 为 了减少功耗，本文提出了一种智能的 逻辑 判断方法，它可以推 迟 响 应 或者不响 应节点向接收器 发 送数据的 请 求。仿真 结
2、果表明， 应 用PDF算法可以有效的减少数据收集的功耗。WSN 通常包含非常多的 传 感器 节 点， 这 些 节 点将 检测 到 许 多信息， 为 了用最小的功耗将 这 些信息数据 传送到接收器 (接受 节 点 )， 这 就需要高效的数据 处 理技术 。但是由于一些 传 感器 节 点 检测 到的事件是多余的，例如用 户 需要知道哪些 节 点 检测 到的温度低于 70，而那些 检测 到温度高于 70的 节 点就不需要 传 送数据到接收器，如果没有判 别 机制，所有的 节 点都向接收器发 送数据， 这 就 产 生了冗余数据，那么 这 些 节 点其 实是多余的。数据的聚集机制如 图 一所示：Fig.
3、 1 Effect of different routing schemes (links to be used are highlighted by solid line).目前的大部分数据聚集技 术 主要是通 过 减少数据收集 过 程中所需的功耗来减少 总 体的能量消耗。但是， 这 些空 间 的拓扑 结构仍然不能有效减少功耗，因 为 子 节 点一 样 要把数据 传 送到接收 节 点上去，就如 图 一 (c)显 示的那 样 。Most of the previous data aggregation techniques aim at reducing the energy expended
4、 by the sensors during the process of data gathering. They form a hierarchical reverse tree topology from multiple source nodes to a sink where intermediate nodes filter or aggregate the redundant data from their child nodes. Thus, the aggregation is done in spatial rendezvous point. However, this s
5、patial approach may not be energy-efficient since redundant data is still transmitted from the leaf nodes. An example is shown in Fig. 1. 2.1 算法模型和内容主 动 数据 滤 波 (PDF)算法将 传 感器网 络 看成是一个拓扑 树 模型，接收 节 点 (sink)是 树 的最底 层 ，所有的数据都将聚集到 这 里。PDF算法的内容是：1、接收 节 点 (树 根 root)发 送指令到各子 节 点 (child nodes)a、 查询 命令的 类 型 b、
6、 树 的深度 D c、 计时 器 (timer)参数T2、每个 节 点都将指令一 层 一 层 的 传递 下去，期 间 等待的 时间长度 为 (D-d)T，其中 d是不同 层节 点之 间 的深度。3、当上 层节 点收到下 层节 点的回 应 信息 时 ，将自 动 判 别 是否满 足接收条件，比如返回的温度 值 是否在某个范 围 。如果 满足接收条件， 经过 Bi后 发 送 应 答信号到父 节 点，不 满 足 则 不发 生任何响 应动 作，如 图 二所示：Fig. 2 A sensor node decision logic using proactive data filtering2.2 期望的
7、回 应 次数PDF算法重要的一点是， 节 点的回 应 次数是受 预 定能量限制的，期望的回 应 次数可由以下公式得出：An important performance metric for the PDF algorithm is the expected number of responses since it is directly related to an energy budget. The expected number of responses, ER is given by：其中 R是 WSN总 的 节 点数， Rj为 各个子 结 点。Where R is the number of nodes which match the query; and Rj is the number of responses at nodej。 ERj is given by：ERj = E Inodei sends its response
