[发明专利]一种基于改进克里金算法的无线传感网温度监测方法

摘要

本发明公开了一种基于改进克里金算法的无线传感网温度监测方法，首先建立层簇式无线传感器网络拓扑结构，对目标区域的历史温度数据进行分析，设置阈值ρ以及融合周期T，然后在簇头节点处基于阈值ρ对簇内节点数据进行周期性地融合，获得初始温度数据，通过无线链路传输至监控主机保存在本地的数据库；导出初始数据，对其进行变异结构分析，生成变异函数表达式；利用改进Nelder‑Mead单纯形法优化变异函数模型，设计规则格网地形，采用普通克里金算法进行温度插值，进行误差修正，输出规则格网温度场图。本发明利用改进Nelder‑Mead单纯形优化方法优化了变异函数模型，对普通克里金算法的权值进行修正，对插值结果进行误差补偿，使插值结果更科学、更接近于实际情况。

主权项

一种基于改进克里金算法的无线传感网温度监测方法，其特征在于包含以下步骤：步骤1：建立层簇式无线传感器网络拓扑结构，即将网络中的节点分为普通节点、簇头节点和基站节点，簇头节点负责收集并融合处理本簇内节点的数据；步骤2：通过对无线传感网监测目标区域的历史温度数据进行分析，设置阈值ρ以及融合周期T，然后在簇头节点处基于阈值ρ对簇内节点数据进行周期性地融合，当基站节点获得初始温度数据后，将其通过无线链路传输至监控主机，并保存在本地的数据库；步骤3：从本地数据库导出初始数据，采用区域化变量分析方法对其进行变异结构分析，生成变异函数表达式；步骤4：利用改进Nelder‑Mead单纯形法优化变异函数模型，即将原来的固定搜索系数改为随机分量搜索系数，将原来的沿线搜索转化为在空间域搜索，提高全局搜索能力，克服Nelder‑Mead单纯形法容易陷入局部极点的缺陷；步骤5：设计规则格网地形，为网格间距选取合适的值；步骤6：采用普通克里金算法进行温度插值，并对插值结果进行误差修正；步骤7：输出规则格网温度场图，并将温度值与对应的位置信息存储在本机数据库中。