基于模糊時間序列的傳感器網(wǎng)絡(luò)感知數(shù)據(jù)預(yù)測模型

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1、第２２卷第２期運籌與管理Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２２０１３年４月ＯＰＥＲＡＴＩＯＮＳＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＳＣＩＥＮＣＥＡｐｒ．２０１３基于模糊時間序列的傳感器網(wǎng)絡(luò)感知數(shù)據(jù)預(yù)測模型南國芳，周帥印，李敏強，寇紀(jì)淞（天津大學(xué)系統(tǒng)工程研究所，天津３０００７２）摘要：傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)屬于大型復(fù)雜系統(tǒng)，由感知節(jié)點以一定的時間間隔向ｓｉｎｋ節(jié)點發(fā)送感知數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)對應(yīng)用環(huán)境的監(jiān)控。由于網(wǎng)絡(luò)本身及應(yīng)用環(huán)境的影響，得到的感知數(shù)據(jù)往往存在不確定性。此外，周期性報告數(shù)據(jù)模式影響到實時監(jiān)控數(shù)據(jù)的精確性。本文應(yīng)用時間序列模型預(yù)測傳感器數(shù)據(jù)以響應(yīng)用戶查詢，可有效降低網(wǎng)絡(luò)通信量

2、。通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析，引入多屬性模糊時間序列預(yù)測模型，充分考慮了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間序列中存在的趨勢因素，并提出了適合于傳感器網(wǎng)絡(luò)的修正預(yù)測模型。實驗結(jié)果表明模糊時間序列模型可有效預(yù)測傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，且能提高預(yù)測精度。關(guān)鍵詞：信息管理與信息系統(tǒng)；模糊時間序列預(yù)測模型；傳感器網(wǎng)絡(luò)；分布式數(shù)據(jù)庫中圖分類號：ＴＰ１８文章標(biāo)識碼：Ａ文章編號：１００７-３２２１（２０１３）０２-０１４３-０７ForecastingModelofSensingDataforSensorNetworksBasedonFuzzyTimeSeriesＮＡＮＧｕｏ-ｆａｎｇ，ＺＨＯＵＳｈｕａｉ

3、-ｙｉｎ，ＬＩＭｉｎ-ｑｉａｎｇ，ＫＯＵＪｉ-ｓｏｎｇ（InstituteofSystemsEngineering，TianjinUniversity，Tianjin３０００７２，China）Abstract：Ｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂｙｕｓｉｎｇｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓｂｅｌｏｎｇｓｔｏｌａｒｇｅｓｃａｌｅｄｃｏｍｐｌｅｘｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｅｒｅｓｅｎｓ-ｉｎｇｄａｔａａｒｅｄｅｌｉｖｅｒｅｄａｔａｆｉｘｅｄｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌｉｎａｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄｗａｙｔｏｔｈｅｓｉｎｋｎｏｄｅｆｏｒｕｓｅｒｑｕｅｒｉｅｓ，ｔｈｅｒｅｂｙｔｈｅａｐｐｌ

4、ｉｃａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｃａｎｂｅｍｏｎｉｔｏｒｅｄ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｅｒｖｉｃｅｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｓｅｎｓｏｒｎｅｔ-ｗｏｒｋｓａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｅｎｓｏｒｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｅｄｉｓｕｓｕａｌｌｙｗｉｔｈｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙｒｅｐｏｒｔｍａｙａｌｓｏｌｅａｄｔｏｉｎａｃｃｕｒａｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｒｅａｌｔｉｍｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅａｐ

5、ｐｌｙｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｍｏｄｅｌｔｏｆｏｒｅｃａｓｔｔｈｅｓｅｎｓｏｒｄａｔａ，ｔｈｅｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｈｅｕｓｅｒｑｕｅｒｉｅｓ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｖｅｒｈｅａｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｓｅｎｓｉｎｇｄａｔａｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ，ａｍｕｌｔｉ-ａｔｔｒｉｂｕｔｅｆｕｚｚｙｔｉｍｅｓｅ-ｒｉｅｓｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｉｓａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｉｔｔａｋｅｓｔｈｅｔｒｅｎｄｆａｃｔｏｒｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｉｎｔｏｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ａｎｉｍ

6、ｐｒｏｖｅｄｍｏｄｅｌｔｈａｔｓｕｉｔｓｔｈｅｆｏｒｅｃａｓｔｏｆｓｅｎｓｉｎｇｄａｔａｉｓｕｌｔｉｍａｔｅｌｙｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｆｕｚｚｙｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｆｕｔｕｒｅｓｅｎｓｉｎｇｄａｔａｏｆｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｉｍ-ｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ．Keywords：ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｆｕｚｚｙｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓｆｏ

7、ｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌ；ｓｅｎｓｏｒｎｅｔ-ｗｏｒｋｓ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａｂａｓｅ０引言面向工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控的移動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)屬于大型復(fù)雜系統(tǒng)，是由大量的同質(zhì)或異質(zhì)的移動感知節(jié)點以自組網(wǎng)的形式構(gòu)成，其目的是協(xié)同地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，從而實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的監(jiān)控。近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)受到了研究者越來越多的重視，且被應(yīng)用到許多不同［１～３］［４］［５］的領(lǐng)域中，例如農(nóng)業(yè)，環(huán)境監(jiān)控，工業(yè)監(jiān)控等。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要被部署在很多敏收稿日期：２０１１-１２-０３基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（７１０７