基于Sensor Net的联机分析处理

论文摘要

随着无线通信技术、微型传感器技术和嵌入式计算技术的飞速发展和不断成熟,具有感知能力、无线通信能力和一定计算能力的低功耗微型传感器在世界范围内出现,对这种传感器以及由这种传感器组成的传感器网络(Sensor net)的应用研究也逐渐成为学术界和工业界关注的焦点。这种传感器可以通过组成网络实时地监测并获取环境的信息。 本文根据传感器数据往往与空间属性相关的特点,定义了传感器网络上的OLAP分析操作(SOLAP)。本文研究了在传感器网络上实现SOLAP的关键技术。在传感器网络中,节点需要被组织成适当的拓扑结构以便实现有效的路由。本文使用了基于树的路由方法,并设计了一个求路由树深度的算法,分析了这个算法的理论代价,并利用试验验证了分析结果并给出了这个算法的参数取值的影响。SOLAP中的drilldown和rollup操作只需要下发到网络的一部分节点。如果网络中的所有节点都进行数据传输,将会造成节点能量的不必要浪费。针对这个问题,本文提出了一个索引结构来引导操作请求的下发,利用试验,给出了这个结构的效率。聚集计算是SOLAP中的关键计算。如果使用集中式计算方法节点的能量开销会很大,同时还会造成大量数据丢失。本文使用了网内聚集的方法进行聚集计算,并提出了自己的聚集计算时间调度方法。实验证明,本文提出的策略在传输成功率上较之传统网内聚集方法提高很大。本文提出了一个多粒度部分解的存储结构及其上的上滚和下钻操作来存储和处理聚集部分解,并给出了上滚和下钻操作的代价。利用以上方法,本文实现了一个SOLAP原型系统。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 传感器网络的网络环境
• 1.1.2 传感器网络的特点
• 1.1.3 传感器网络的应用
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本文的贡献
• 1.4 论文结构
• 第2章 基于传感器网络的联机分析处理系统
• 2.1 SOLAP的定义
• 2.2 SOLAP查询分析语言
• 2.3 SOLAP的处理技术
• 2.4 基于传感器网络的联机分析处理系统—SOLAPS
• 第3章 SOLAPS的聚集运算
• 3.1 基于树的路由组织方法
• 3.1.1 路由树的构建
• 3.1.2 获得路由树深度算法
• 3.2 网内聚集的原理
• 3.2.1 网内聚集的计算原理
• 3.2.2 聚集计算的分类
• 3.2.3 聚集计算的时间调度的原理
• 3.3 SOLAPS的时间调度策略
• 3.3.1 影响节点能量消耗的因素
• 3.3.2 SOLAPS中单节点的时间调度策略
• 3.3.3 SOLAPS中聚集计算的时间调度策略
• 第4章 SOLAPS的操作请求处理策略
• 4.1 操作请求的下发策略
• 4.1.1 路由树上的区域层次索引
• 4.1.2 操作请求的下发调度策略
• 4.2 Drilldown与Rollup操作
• 4.2.1 聚集部分解的存储结构
• 4.2.2 基于部分解存储结构的Drilldown与Rollup操作
• 4.3 SOLAPS操作请求处理的实现方法
• 第5章 SOLAPS原型系统的实现
• 5.1 SOLAPS的实现平台
• 5.2 SOLAPS的系统结构
• 结论
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书