基于图相似的传感器复杂事件检测技术研究

摘要

用户行为检测与识别作为复杂事件检测领域中的重要研究对象，具有广阔的应用前景和巨大的经济价值。特别是随着电子、通信等技术的发展，无线传感器得到了广泛的应用，基于无线传感器网络的用户行为检测与识别技术研究，受到越来越多的关注和重视。
　　目前，该领域相关研究中所选择的数据模型对传感器数据之间的相关性考虑不够、查询算法时间复杂度较高，造成检测识别的性能不佳，对此本文提出基于无线传感器网络对用户行为进行检测和识别的一种新方法。该方法按照事件、行为两个逻辑层次，利用图模型和图相似性算法实现对用户行为的数据建模和模式查询。具体工作如下:
　　第一，从设计需求、设备配置等方面出发，给出基于无线传感器网络的用户行为识别系统的设计方案，并在实际部署了该系统;
　　第二，以数据快照图为基础，提出利用数据增量图算法对事件进行建模的方法。然后，利用基于特征结构的图相似性查询算法对查询事件图进行分类。针对传统基于特征结构向量的查询算法对特征结构重要程度区别考虑不足的问题，本文提出将事件图的特征结构按照重要程度排序构建特征结构序列，将图的相似性查询问题转换为特征结构序列的相似性查询方法，并对传统序列匹配算法进行了改进;
　　第三，在事件图查询的基础上提出利用多序列联配算法对行为周期内的行为时序进行叠加，实现行为图建模的方法。在行为图查询阶段，考虑行为图频繁子图集合的特点，提出基于结构相似的特征选择算法，然后按照基于特征结构序列的图查询方法完成行为图查询，实现行为识别。
　　实验表明，本文提出的分层图建模和图相似查询算法具有较好的可用性和查询准确度。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 数据模型

1．2．2 图的相似性查询

1．3 研究内容和组织结构

第2章 相关技术概述

2．1 无线传感器网络

2．1．1 无线传感器网络的概念

2．1．2 无线传感器网络的特点

2．2 图的相关概念

2．3 本章小结

第3章 基于图相似的WSN行为识别系统

3．1 系统概述

3．1．1 系统工作流程

3．1．2 功能简介

3．2 系统硬件方案

3．2．1 设备选取

3．2．2 通信协议

3．2．3 网络拓扑

3．3 系统软件架构设计方案

3．3．1 数据采集单元

3．3．2 数据管理单元

3．3．3 事件图建模与查询

3．3．4 行为图建模与行为模式挖掘

3．4 本章小结

第4章 事件图建模与查询

4．1 事件图建模预处理

4．1．1 数据快照图

4．1．2 扩展数据快照图

4．2 事件图建模

4．2．1 数据增量图

4．2．2 事件图建模

4．2．3 样本事件图建模

4．3 事件图查询

4．3．1 查询事件图建模

4．3．2 事件图查询算法

4．3．3 样本事件图优化

4．4 实验结果与分析

4．4．1 性能指标

4．4．2 实验结果与分析

4．5 本章小结

第5章 行为图建模与行为模式挖掘

5．1 行为图建模预处理

5．1．1 识别基本行为

5．1．2 行为序列

5．2 行为图建模

5．2．1 多序列联配算法简介及其他相关概念

5．2．2 加权多序列联配算法WMSA

5．2．3 行为图建模

5．3 行为图查询

5．3．1 行为图查询算法

5．3．2 基于结构相似的特征选择算法SSFS

5．4 实验结果与分析

5．4．1 性能指标

5．4．2 实验结果与分析

5．5 本章小结

第6章 总结和展望

致谢

参考文献