面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的流數(shù)據(jù)聚類算法研究.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)應(yīng)用的日益深入,海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生在WSN環(huán)境中也將變得越來越普遍。但是傳統(tǒng)的如簡單的數(shù)據(jù)查詢等數(shù)據(jù)處理方式,不僅無法滿足人們?nèi)找嫔羁痰男畔⑻崛⌒枨?而且完全不能適應(yīng)海量流數(shù)據(jù)環(huán)境下大規(guī)模實時數(shù)據(jù)處理要求。而流數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠探究隱含在海量流數(shù)據(jù)中有價值的信息,其中流數(shù)據(jù)聚類技術(shù)又特別適用于WSN環(huán)境監(jiān)控技術(shù)的研究,這是因為聚類算法在解決模型先驗知識不足的數(shù)據(jù)檢測問

2、題上有先天的優(yōu)勢?？紤]到在WSN環(huán)境進行監(jiān)控需要實時檢測到各種行為模式的存在,本文所研究的WSN入侵監(jiān)控問題,便嘗試利用流數(shù)據(jù)聚類算法來解決。
　　 傳統(tǒng)的監(jiān)控方案如基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的入侵監(jiān)控系統(tǒng),其計算時間復(fù)雜度明顯高于線性增長速度,難以實現(xiàn)WSN的在線入侵監(jiān)控；另一方面以往許多入侵監(jiān)控算法未能較好地解決監(jiān)控未知網(wǎng)絡(luò)入侵行為的問題。而本文設(shè)計了新的面向WSN的流數(shù)據(jù)聚類算法,能夠有效地對未知網(wǎng)絡(luò)入侵行為進行在線監(jiān)控；其分布式的

3、解決方案嘗試進一步地解決集中式數(shù)據(jù)監(jiān)控的處理方式易出現(xiàn)的數(shù)據(jù)擁堵等問題。以下說明本文的主要的工作為:
　　 1、設(shè)計了基于流數(shù)據(jù)聚類的網(wǎng)絡(luò)入侵監(jiān)控算法--DOExMiCiuster。在借鑒吸收經(jīng)典的流數(shù)據(jù)聚類算法CLUSTREAM設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,放棄在實時入侵監(jiān)控中不適用的設(shè)計使得新算法的時間和空間復(fù)雜度得到了進一步的降低,同時設(shè)計若干個與以往算法不同的微簇(微聚類),實驗表明較之DOExMiCluster算法能對正常網(wǎng)絡(luò)行為

4、進行更好的學(xué)習。
　　 2、WSN入侵行為監(jiān)控只能利用少數(shù)能覆蓋整個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點來配置相關(guān)的計算單元,本文擬將微簇分割到各個單元中,構(gòu)建一個基于分簇路由的分布式DOExMiCluster入侵監(jiān)控系統(tǒng),其中簇頭、輔助計算節(jié)點、用于流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的流導(dǎo)向模塊等結(jié)構(gòu)組成一個完整的計算單元,最后這些計算單元以環(huán)形流水線的方式組織起來,進行流數(shù)據(jù)條件下的分布式計算。
　　 實驗表明基于DOExMiCluster的WSN入侵監(jiān)控技術(shù)能夠達