智能传感网作为感知端、边缘端和云端构成的三级架构,在现代社会中担当着重要角色,其应用场景日益广泛。然而,由于感知端节点的随机部署方式,往往会导致节点的分布不均和冗余,进而引发区域覆盖不全、数据传输不稳定等问题,制约了传感网的效率与性能。为解决这些问题,本项目围绕智能传感网的节点位置和数量进行了优化部署。
首先,本项目针对传感网节点分布不均的问题,提出了一种基于节点贡献推断的无监督优化部署架构。该架构在人工智能技术、语义通信技术和分布式计算技术的加持下,使得传感网可以以更少数量的节点获得相同的感知效果,从而实现了对传感网节点数量的优化。项目利用图相似性学习任务与节点贡献权重相结合的方法,有效推动了智能传感网的节点优化部署。通过构建适当的图结构,利用多粒度交叉表示匹配图相似性学习和加权PageRank排序等策略,实现了节点位置和数量的优化。
具体而言,项目首先将智能传感网构造为适当的图结构,并对每个节点进行扰动,得到扰动图,并将扰动前后的基准图和扰动图组成图对。随后,通过多粒度交叉表示匹配模块学习图的相似性,结合图注意力网络学习每个节点的自表示特征和互表示特征,并通过加性注意力机制聚合为图级特征。然后,通过匹配函数进行图对的匹配,得到匹配特征,并将其通过多层感知机融合预测出图相似性分数。这些分数作为权重参与节点PageRank排序,从而推断出节点的贡献权重。通过选择最高贡献节点子集,实现了智能传感网的节点优化部署。
这项工作的主要创新点包括:
1. 将图相似性学习任务与节点贡献权重相结合,推动了智能传感网的节点优化部署。
2. 提出了一种两阶段的图相似性学习模型,有效挖掘了图对中两个图的相似性关系。
3. 改进了传统的PageRank算法,更全面、精准地推断传感器节点的贡献权重,从而实现了智能传感网的优化部署。
这项工作将深刻影响传感网在实际应用中的效率与性能。优化部署后的传感网节点分布更均匀,数据传输更稳定,从而提升了传感网的整体感知能力和响应速度。在实际场景中,这将极大地促进智能城市、物联网、环境监测等领域的发展,为人们的生活提供更加便捷、安全、智能的服务。