無線感測資訊儲存系統上的資料快取技術

Data Caching Techniques for Information Storage on WSNs

楊源誠(Yuan-Cheng Yang)

指導教授 ： 王家祥

國立清華大學/電機資訊學院/資訊工程學系/碩士(2008年)

摘要

無線感測網路是在廣泛的區域內散佈大量的無線感測器裝置以達到監控環境的效果，而這些無線感測器通常是由電池供應有限的電量，並配置受侷限的儲存記憶體空間與運算處理器。在這樣的情形下，要如何有效地利用無線感測器的有限的記憶體空間來儲存感測器所收集到的歷史資料，並快速地提供使用者提出查詢的統計量值，逐漸地成為以儲存資料為導向的無線感測網路範疇內一個相當重要的議題。
在這篇論文裡，我們提出一種可以應用在資訊儲存系統上的資料快取技術，利用感測器取得資料的線性趨勢來對使用者查詢做快速的近似統計量值回報。我們利用階層式儲存架構的特質，試圖在資料傳輸與查詢封包的處理成本間取得平衡，並在各個階層提供使用者不同精確度的資料。在我們所實作的資料快取系統裡，我們將整個無線感測網路的儲存系統劃分為三個階層，各自由許多的無線感測器和快取節點所組成。透過線性資料預測的技術，我們可以讓快取節點藉由目前資料的趨勢來預測下一個時間點可能的資料數值，並且同時減少無線感測器傳送資料給快取節點所造成的龐大傳輸代價，另外，快取節點在記憶體空間裡所存放的各時間區段的線性趨勢與線性模型參數也可以在使用者提出查詢時產生立即、近似的統計結果，以減少使用者查詢所需要處理的時間以及在無線感測網路內傳送所需要耗費的能量。
在實驗中，我們驗證了利用資料的線性趨勢可以成為在無線感測網路的儲存系統上被使用的一種快取技術，我們也可以發現在此儲存系統內運用不同的線性資料預測技術時，都會對此儲存系統架構內的資料準確度造成影響，並且改變傳輸成本的節省比例，另外，我們也比較了採用不同的線段合併方式對此儲存系統架構內的資料精確度會造成什麼樣的影響與結果。

關鍵字

資料快取 ； 資訊儲存 ； 無線感測網路 ； 階層式快取系統 ； 快取節點 ； 線性預測參數

並列摘要

無資料

並列關鍵字

data caching ； information storage ； sensor networks ； hierarchical caching system ； cache node ； forecasting parameters

參考文獻

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