[发明专利]一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署方法及系统

权利要求书

1.一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

提取被测物体的特征信息；

基于所述特征信息，采用基于信息熵的决策树分类方法对所述被测物体进行分类，得到分类结果；

针对每个分类类别，在满足监测需求的情况下，确定每个类别下最优的传感器部署方法。

2.根据权利要求1所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署方法，其特征在于，所述被测物体的特征信息包括被测物体的基本信息和被测物体所处环境信息。

3.根据权利要求2所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署方法，其特征在于，所述被测物体的基本信息包括物体高度、架构、结构材质、使用年限；所述被测物体所处环境信息包括风力特性、地质稳定性、土壤含腐成分、植被情况。

4.根据权利要求1所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署方法，其特征在于，对被测物体进行分类，具体包括以下步骤：

计算所有被测物体的属性信息熵，即整体信息熵；

计算所有被测物体各个属性的信息熵，即个体属性信息熵；

基于所述整体信息熵和个体属性信息熵，获取每个属性的信息增益；

将每个属性的信息增益按照降序排列，构造分类决策树，得到分类结果。

5.根据权利1所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署方法，其特征在于，所述确定每个类别下最优的传感器部署方法，具体包括以下步骤：

所述分类结果为：所有被测物体被分为K类，每个类别k下有M_k个被测物体；利用x_k,i∈{1,0}表示第k类中第i个被测物体是否布置传感器节点，其中，1表示部署，0表示不部署；

则，最小化每个类别下的传感器部署数量的表达式为：

在部署传感器的被测物体上，每个时隙下的监测数据均值、方差与整个类别样本的监测数据均值、方差之间的误差分别控制在±ε₁和±ε₂区间内，具体表达式为：

式中，和分别表示类别k下第t个时隙整体传感器数据的均值和方差；表示在t时间间隔下，部署传感器的被测物体i的传感器感知数据；ε₁和ε₂分别表示每个时隙下监测数据的均值误差范围和方差误差范围；

在公式(2)的约束条件下，求解最优的传感器部署方法，具体表达式为：

通过求解公式(3)获得任意k个类别下传感器节点的最小部署数量。

6.一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署系统，其特征在于，包括：特征提取单元、分类单元、方案获取单元，所述特征提取单元、分类单元、方案获取单元依次相连；

特征提取单元，用于提取被测物体的特征信息；

分类单元，基于所述特征信息，采用基于信息熵的决策树分类方法对所述被测物体进行分类，得到分类结果；

方案获取单元，针对每个分类类别，在满足监测需求的情况下，用于确定每个类别下最优的传感器部署方法。

7.根据权利要求6所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署系统，其特征在于，所述被测物体的特征信息包括被测物体的基本信息和被测物体所处环境信息。

8.根据权利要求7所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署系统，其特征在于，所述被测物体的基本信息包括物体高度、架构、结构材质、使用年限；所述被测物体所处环境信息包括风力特性、地质稳定性、土壤含腐成分、植被情况。

9.根据权利要求6所述的一种铁塔倾斜传感器节点最小用量部署系统，其特征在于，所述分类单元包括第一计算模块、第二计算模块、信息增益获取模块、比较模块，所述第一计算模块、第二计算模块、信息增益获取模块、比较模块依次相连；

第一计算模块，用于计算所有被测物体的属性信息熵，即整体信息熵；

第二计算模块，用于计算所有被测物体各个属性的信息熵，即个体属性信息熵；

信息增益获取模块，基于所述整体信息熵和个体属性信息熵，获取每个属性的信息增益；

比较模块，用于将每个属性的信息增益按照降序排列，构造分类决策树，得到分类结果。