电子学报

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鲁棒的无线传感器网络空间范围聚集查询处理算法

刘亮, 秦小麟, 李博涵, 刘宇雷   

  1. 南京航空航天大学 信息科学与技术学院, 江苏南京 210016
  • 收稿日期:2010-01-23 修回日期:2012-02-21 出版日期:2012-07-25 发布日期:2012-07-25
  • 作者简介:刘 亮 男,1985年出生于江西省景德镇市,2005年在西北工业大学获得工学学士学位,现为南京航空航天大学博士研究生.研究方向为传感器网络数据库、流数据库的研究. E-mail:liangliu@nuaa.edu.cn 秦小麟 男,1953年出生于江苏省南京市,现为南京航空航天大学信息科学与技术学院教授,博士生导师.研究方向为分布式环境数据管理与容灾、安全数据库、时空数据库等. E-mail:qinxcs@nuaa.edu.cn李博涵 男,1979年出生于黑龙江省哈尔滨市,南京航空航天大学计算机科学与技术流动站博士后.主要研究方向为空间数据库的索引及查询优化,传感器网络的多范畴时空查询等.刘宇雷 男,1974年出生于江苏海门,现为南京航空航天大学博士研究生,主要从事传感器网络等方面的研究工作.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.60673127);国家高技术研究发展计划(863计划)基金(No.2007AA01Z404);高等学校博士学科点专项科研基金(No.20103218110017);江苏省科技支撑计划基金(No.BE2008135);工信部电子信息产业发展基金;中国博士后科学基金(No.20100481133);江苏省博士后基金(No.1001005B);江苏省"物联网与控制技术"优势学科建设项目

Robust Spatial Window Aggregation Query Processing Algorithm in Wireless Sensor Networks

LIU Liang, QIN Xiao-lin, LI Bo-han, LIU Yu-lei   

  1. College of Information Science & Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Jiangsu 210016, China
  • Received:2010-01-23 Revised:2012-02-21 Online:2012-07-25 Published:2012-07-25

摘要: 现有无线传感器网络环境下的空间范围聚集查询处理算法没有综合考虑节点移动、节点失效和通信链路失效等因素对查询处理的影响,导致查询成功率低和能量消耗大.本文提出了利用节点冗余保证查询处理过程鲁棒性的空间范围聚集查询处理算法RSA(Robust Spatial window aggregation query processing Algorithm),它将查询区域划分为若干个网格,沿一条路线依次收集各网格内所有节点的数据.RSA算法给出了一种自适应的网格大小设置方法和基于网格面积的网格代表节点选择策略,以减少算法的能量消耗和提高查询成功率;给出了基于目标矩形的方法以绕过不存在节点的区域,从而避免查询处理过程出现中断.仿真实验结果表明,RSA算法优于现有的IWQE算法.

关键词: 无线传感器网络, 查询处理, 空间范围查询, 鲁棒性, 网格

Abstract: The current state-of-the-art spatial window aggregation query processing algorithms in wireless sensor networks do not take node movement,link failures and node failures into consideration in an integrated way,which results in low query success rate and large energy consumption.We propose a spatial window query processing algorithm called RSA which takes advantage of node redundancy to ensure the robustness of query processing.It divides the query region into several grids and collects the data of the nodes within each grid along a well-designed itinerary.An adaptive grid size setting method and a representative node selection strategy for the grids is put forward to reduce energy consumption and increase query success rate.We propose an approach based on target rectangle to bypass the region without nodes in order to avoid interruptions in the process of query processing.Experimental results show that RSA outperforms the existing IWQE algorithm.

Key words: wireless sensor network, query processing, spatial window query, robustness, grid

中图分类号: