冗余数据过滤和RFID网络系统集成

Ashwini w . Nagpurkar¹,Siddhant k·贾斯瓦尔²

m . e .学生,CSE称,“,GHRCE,印度那格浦尔
助理教授,CSE称,CSE, GHRCE,印度那格浦尔

文摘

集成的无线传感器网络(WSN)和无线电频率识别(RFID)是一种新兴的技术,利用了两个系统的优点使其更高效和可靠。形成的混合网络集成的基础和射频识别系统提供优质的基础设施过程中,获取和分发数据分散的动态环境。综合网络涉及各种挑战其中冗余数据是至关重要的,因为它是加上时间延迟和能源消耗导致各种网络资源的浪费。在本文中冗余数据的问题是考虑并消除进一步即兴创作混合网络的性能。详细讨论了冗余数据清洗及其对系统的影响。一个算法来克服冗余数据问题,执行有效的冗余数据过滤。算法比较与先前的可用的技术。仿真结果表明,该算法减少了数据冗余保持原始数据的完整性。

关键字

冗余数据、数据过滤、集成、无线射频识别(RFID),无线传感器网络(WSN)。

我的介绍。

无线传感器网络(WSN)和无线电频率识别(RFID)受到的重视由于他们非凡的进步非常大的集成系统,微机电系统和高度集成的低功率数字电子产品。他们正在成为最普适计算技术由于其广泛的适用性和各种引人注目的优点[2]。网络的进化和RFID是独立开发和研究路径导致截然不同的技术。

水槽组成的传感器网络是一个网络节点也被称为基站和许多小,重量轻和无线节点称为传感器节点。这些传感器节点感知环境条件如温度、湿度、压力、光、声音、振动和相应的收集信息[3]。传感器节点的计算能力允许处理收集到的信息。这种协作收集和处理信息进一步传输到基站。网络提供成本效益监测关键应用包括边境监控、工业控制、军事、环境监测和医疗应用程序[4]。相比之下RFID技术使探测和识别的一个对象。一个RFID网络由读者和标签。组成的一个标签芯片和天线合并在一个目标对象。读者获取信息通过扫描这些标签和相应的传输信息到服务器。射频识别系统的一般应用供应链管理,高速公路收费,建立访问控制,公共交通,发展智能家电,动物追踪等[4]。

射频识别技术在工业应用被广泛采用,但另一方面,在恶劣的环境条件下传感器网络发现重要的应用。然而,有许多应用程序检索信息的传感环境条件是不够的和额外的信息,如身份或一个物体的位置是重要的[3]。尽管可以使用传感器网络在这些环境中,但一个物体的位置和标识仍然至关重要。在这些情况下,集成系统和射频识别技术是相辅相成的最佳解决方案。网络的集成RFID和最大化它们的有效性,给创新视角广泛的应用[4]。

形成的混合网络集成和RFID网络系统的各种识别挑战viz.节能、数据清洗和过滤、实时性能,防撞,本地化和认证[5]。在所有上述挑战,数据清洗和过滤是重要的规避低效利用网络资源[6]。在RFID网络,读者质问多次标签增加观察读取率由于这几个副本附在单一对象。传感器节点和RFID标签密集部署在一个感兴趣的领域,以覆盖每一个观察下部分面积。这导致数据冗余的部分区域是由一个以上的设备节点。冗余数据只不过是重复阅读或阅读的副本。这种冗余数据的过滤是至关重要的,因为它不能提供任何有用的信息,但不必要消耗了宝贵的资源。删除冗余信息收集信息的过程称为数据清理。更准确地说,冗余数据清洗是一个修改的过程,替换或删除错误的、不正确的或无关紧要的数据[7]的一部分。

本文的其余部分如下。第二部分包括相关工作。第三部分简要了解体系结构用于评估方案的性能。第四部分提出处理的详细描述技术。仿真结果的性能分析中提供了部分V,最后第六部分总结本文。

二世。相关工作

肖恩·r·杰弗瑞[8]解决各种静态平滑滤波器的缺陷提出正确的错过了阅读和蓝精灵算法,采用自适应滤波方案RFID数据过滤。它是第一个声明式算法和自适应平滑滤波器进行数据清洗。蓝精灵旨在两个清洁机制即;每个标签清洁和多标签清洗。蓝精灵是一种自适应滤波方案,不需要设置窗口大小调整其大小自动考虑数据流的特点。为了自动调整窗口大小,算法应该能够区分标签运动和阅读。统计sampling-based蓝精灵所使用的方法是实现以上目标,从而产生准确的数据流与标签之间适当的平衡运动,错过了阅读。

可扩展的受体流处理(ESP)提出的肖恩·r·杰弗瑞[9]是一种声明性查询的基础框架。它的目的是清洁传感器网络数据流产生。ESP是数据处理的管道框架清理数据的受体在线数据流。ESP组织受体数据流分为五个阶段:点光滑-合并仲裁——虚拟化。它利用空间和时间方面的受体数据流处理多个受体流并产生更多的增强和准确的数据流。ESP提供了相当大的发展原始传感器数据和准确地反映了物理世界。

在[6]型即节能网络Dong-Hyun李,提出RFID数据过滤系统的冗余数据分为两种类型:inter-cluster和intra-cluster病例。射频识别收到的数据包的类型集群头决定从f。发送者是一个内部集群节点如果f的值是1和集群头应该进行数据过滤。数据清理后字段设置为0。因此领域f 0的数据包将不会被任何簇头再次过滤减少计算成本。intra-cluster过滤后,CHs发送数据向下沉。型算法首先检测inter-cluster冗余数据和相应的中间节点发送反馈消息导致减少不必要的传输。如果检测到一个集群冗余的头然后通过反馈通知中间CHs。然后根据反馈,升级的标记列表。

高效的网络冗余过滤EIRF阿里•卡希夫巴希尔在[10]提出的利用哈希表来确定数据流中的冗余。它还利用高度平衡树修改过期时间数据比以前更快的方法。EIRF减少网络延迟和处理延迟。Barjesh Kochar提出了一种新颖的数据清洗技术以及数据转换和数据加载技术[6]。清洗是执行的概率的基础上,响应的标签和窗口大小。窗口大小是扩大如果脏数据的强度较低,降低了如果是高在过去的窗口的审讯。

在改进交叉冗余清洗算法(ICRDC)李王在[5],提出的结构称为交叉标记列表(CTL)由元组队列保证插入和删除操作需要维护的内存。然后确定是否可进行验证操作等待仲裁的标签是附近的CTL的参考标记。如果没有这样的仲裁标签然后欧几里得距离的等待仲裁标签可以计算和最小相对位置法可以消除交叉冗余数据。如果有一些等待仲裁则基于滑动窗口机制tuple缓存队列中元组团体可以检测并检查冗余。这CTL tuple包含冗余的数据过滤,从而可以保持一个合理的记忆。

三世。体系结构

图1。显示了RFID和传感器网络集成网络的体系结构。体系结构包括四种类型的节点[11]:

一个¯·传统传感器节点(CSN)

¯·集群头传感器节点(CH)

一个¯·传感器标签(ST)

一个¯·混合传感器节点(小企业)

传统的传感器节点集成网络的最基本的和简单的组成部分。CSN是正常的传感器节点的物理环境条件和相应的信息转移到集群头(CH)。CSN的主要作用是作为继电器,同时提供额外的信息环境[11]。CH节点与CSN但执行某些额外的功能,如数据聚合和处理的信息。每个传感器集群包含一个CH。

传感器标签(ST)的节点由集成RFID标签和传感器。因此唯一的身份由于RFID标签由于传感器和传感功能整合。圣三种类型,即主动、被动和主动。被动传感器标签是用于以上架构不使用电池供电的传感和通信的目的。另一个关键组件是混合传感器节点(小企业)这是一个组合传感器节点和一个RFID阅读器的一个节点。结果设备可以执行:

一个¯·传感的环境条件。

一个¯·无线通信

一个¯·阅读标记物体或人的身份证号码

一个¯·传播这一信息的水槽或下HSN节点。

集成网络由四个不同类型的节点,它们之间成功的沟通是很重要的。整个网络分为集群。这个聚类是通过数据密度关联度聚类方法。因此,集群的形成发生在考虑在特定区域的密度数据。传感器标签和无线传感器节点的集群形成CH当选。一个集群可能会或可能不会包含一个小企业。CSN传输数据到其各自的CH。CH聚集整个接收的数据连同自己的感知数据并将数据转发给基站(BS)。BS的CH可以转发数据直接或通过另一个CH哪个是更有效率的。传感器标签位于HSN阅读范围。集成传感器标签形成自己的集群和HSN充当CH。HSN的作用类似于CH。CH和小企业可以相互通信,它们也可以作为继电器为彼此BS以高效的方式传输信息。

四、算法

答:假设

有:

1。米混合传感器节点(小企业)/集群头(CH)

2。m×n固定参考标签/常规审查节点

3所示。l标签/ csn仲裁。

参考标签的属性/ csn已知和每个HSN / CH可以检测和定位参考标签/ csn在其工作区域[5]。

b .定义

定义1:Di j是标签的信号强度之间的欧几里得距离我/ csn等待仲裁HSN j / CH和m参考标签的信号强度/ csn HSN j / CH。如果Di j的价值很小HSN j / CH,更有可能将属于HSN /标签我/ csn的CH:

c .条件

交叉冗余数据是由一些节点位于相同的工作区域。通过交叉冗余数据满足以下条件:

仿真结果和性能分析

修改ICRDC算法类似于ICRDC少量修改如下:

1。首先,小企业和CH计算每个节点的欧几里得距离呈现在其集群。

2。每个传入的数据包的RSSI值计算,只有数据包转发进一步有RSSI值高于阈值的过程。

3所示。最初CT-SL形成根据欧几里得距离的节点和它包含数据包有适当的RSSI值。

与这些修改修改ICRDC方案中实现综合网络及其仿真是进行网络Simulator-2 (NS-2)。综合网络类似于网络[11]的研究人员开发的第三部分中描述。它由总75个节点的其中一些传感器节点和集成节点(参见第三节)。修改ICRDC算法的性能测试的可压缩性和准确性。

图3显示了压缩图绘制与仿真时间。这里的压缩性参数表示的压缩量达到收集信息由于消除冗余数据。在图中,红线表示的行为提出方案和绿线表示ICRDC行为综合网络。生成的图表显示,最初,ICRDC比的性能提出的技术,但随着时间的推移不断修改ICRDC克服ICRDC。这表明尽管ICRDC表现良好在初级阶段,修改ICRDC优越的整体性能。

图4显示了比较ICRDC和提出技术的准确性。冗余数据清洗是一个关键的任务以来在某种意义上与冗余消除同时必须维护数据完整性。为此,冗余数据清洗算法的准确性是很重要的。这里的精度参数表示如何准确数据滤波算法执行消除冗余数据。图中红线表示的行为提出方案和绿线显示ICRDC行为综合网络。一个改进是实现条件对ICRDC精度的比较。

六。结论

摘要和RFID系统集成网络中冗余数据的问题是考虑。冗余数据传输会导致浪费时间,能源和其他网络资源。要解决这个问题提出了一种修改ICRDC技术是建立ICRDC算法。还提供了一个简短的信息关于架构的实现方案。仿真结果验证了该算法的效率。该方案成功地执行冗余数据过滤综合网络资源高效的网络。

引用

Ashwini w . Nagpurkar Siddhant k·贾斯瓦尔,”的概述和RFID网络系统集成”,IEEE发起第二次国际会议上电子和通信系统(欧洲的2015)。
j .赵y垫片、t . Kwon和崔y”SARIF:小说框架集成无线传感器和RFID网络”,IEEE无线通讯,14(6),50-56,2007年12月。
Fadi m . Al-Turjman阿什拉夫·e·Al-Fagih1和霍萨姆。s .,“小说具有成本效益的架构和部署策略集成RFID和传感器网络系统”,国际会议上计算、网络和通信、网络体系结构与P2P协议研讨会,2012。
海刘、踩踏Bolic Amiya Nayak和伊万Stojmenovic“分类法和挑战RFID和无线传感器网络的整合,网络,IEEE,工程系,6号,11 - 12月刊pp.26-35, 2008。
李,李大徐,RFID和传感器网络集成“数据清理”,IEEE工业信息,10卷,1号,2014年2月
阿里•巴希尔Kashif Se-Jung Lim Chauhdary萨贾德侯赛因和Myong-Soon公园,“能量高效的无线传感器网络中的RFID数据过滤方案”,传感器2011年11日7004 - 7021;doi: 10.3390 / s110707004。
Rajender Chhillar Barjesh Kochar和”,一个有效的数据仓库系统,RFID使用新颖的数据清理,数据转换和加载技术”,阿拉伯国际信息技术杂志》9卷,2012年5月3号。
肖恩·r·杰弗瑞迈诺斯Garofalakis和迈克尔·j·富兰克林,RFID数据流清洗“适应性”,在Proc VLDB,首尔,韩国,2006年,页163 - 174。
s r·杰弗里·g·阿隆索·m·富兰克林,w .香港和j . Widom教授“管线式框架传感器数据流的在线清洗,“在Proc。IEEE第一版。Soc。亚特兰大,2006年,页140 - 142。
Dong-Hyun李,李Eun-Mook,阿里Kashif巴希尔,Myong-Soon公园,“高效网络冗余过滤在RFID系统中集成了无线传感器网络”,第六届国际会议在网络计算(公司),2010年。
d . m . Boneke Nokonoko g . a . Lusilao-Zodi a b . Bagula m . e . Dlodlo“Hybrid-RFID传感器网络的节能路由协议”,IEEE Africon 2011 -瀑布度假和会议中心,利文斯通,赞比亚,2011年9月13 - 15。
孟妈妈,平王,Chao-Hsien楚,“物联网数据管理:挑战,方法和机会”,2013年IEEE国际绿色计算和通信与IEEE会议网络,物联网和IEEE生理和社会计算。
Ferrer-Vidal里达a这样解释,s . Basat l·杨和M.M. Tenzeris,“集成传感器和RFID的超低价纸质基质为无线传感器网络应用程序”,在第二届IEEE无线网状网络研讨会(2006年Wi网),莱斯顿,弗吉尼亚州,9月25日,126 - 128年,2006页。
约。曹et al .,“5.1 uw超高频RFID标签芯片集成了传感器的无线环境监测”,欧洲的固态电路设计。(ESSCIRC),格勒诺布尔,法国,2005年9月。
A.G. Ruzzelli, r . Jurdak G.M.P. O ' hare,种的RFID唤醒脉冲传感器网络,在学报》1日ACM研讨会收敛的RFID和无线传感器网络及其应用(感觉ID)第五届ACM嵌入式网络化传感器系统会议(ACM SenSys 2007),悉尼,澳大利亚,2007年11月。
l .张和z王”,集成RFID无线传感器网络:架构、机会”,第五届国际研讨会论文集在网格和合作计算车间(GCCW ' 06),长沙,中国,2006年10月第469 - 463页。
g .杨·m·肖和c·陈,“RFID传感器网络一个简单的检测方法”,2007年学报IEEE国际研讨会上防伪、安全、标识、中国厦门,页。306 - 310年,2007年4月16日至18日举行。
Myo Min Aung Yoon Seok Chang和金正云赢了,“新兴RFID / USN应用和挑战”,在国际期刊的RFID安全与密码学(IJRFIDSC),卷1,问题1 - 4,Mar-Dec 2012。