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纸居艺术设计

前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇纸居艺术设计范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。

纸居艺术设计范文第1篇

关键词:面向对象;专家系统;推理;节点;过程可视

中图分类号:TP31 文献标识码:A

1概述

专家系统离不开推理机和知识库。推理机在很大程度上是依赖于知识库的,特别在现今面向对象的开发思想流行并且以数据库设计来决定知识库结构的情况下,知识库中的知识规则一定要以一种固定的模式设计,以方便推理机按照自己的规则存取和识别。本文就是将实际推理过程中的条件、结论视为一个节点,节点所带有的各个信息作为数据库表的各个字段,这样无论在专家系统推理的哪个阶段,推理所得的信息都是以节点对象形式存储、传递、分析。

2机制设计

2.1输入信息的初始文件

专家系统中,要将输入数据以特定格式导入到专家系统的推理机。在可视化的推理机制的要求下,此设计机制将信息以"键值"对逐行输入到推理程序中,这样,读取数据时,可以将一组组"键值"对封装成对象。输入数据的文件类型可以自己选择,例如Excel文件,XML文件甚至TXT文件,只需要在专家系统中实现读取输入文件的接口即可。

2.2 数据库(知识库)设计原理

知识库中每一条知识条款,代表了由一个条件推导至一个子结论的规则,实际上是程序中IF…THEN…的一种格式化的表述,在程序中很容易看到这种形式:

IF条件1,条件2,…,条件n THEN 结论1,结论2,…,结论m;

在本文所阐述的思想中,这种形式可以做一下变化:

IF 函数(键1=值1,键2=值2,…,键n=值3) THEN 结论1,结论2,…,结论m;

这种形式在现实世界中比较常见的,例如:IF IsRight(小明的语文名次='第3名',小明的数学成绩名次='第2名',班里喜欢小明人数的比例='85%') THEN 结论1='小明学习好',结论2 ='小明人缘好'(其中“IsRight”为函数,这里使用它验证并返回后面条件的正确性)。

但是,在进行知识库设计时,上面的形式并不容易表达成数据库语言,上面的形式中,条件和结论的数量是不固定且没有次序的。这样在后续的多个结论混合的过程中造成麻烦。多个独立的条件和结论可以任意改变次序,意义相同的知识条款有多个不同表达方式,若全部存储会造成数据冗余。

为了克服上述缺陷,必须将形式再次改变,第三种形式设计如下所示:

IF 函数(sort(键1=值1,键2=值2,键n=值3)) THEN 结论;

第三种形式中,规定IF的键最多有3个,然后对这些键进行排序,保证了“条件端”的唯一性,这里一个知识条款规定只能产生一个结论。

在这里为了阐明这种思想,只介绍最简单的数据库设计,如下图所示:

其中,id唯一标示每一条知识条款。

ifkeys中放置已排好次序的各个"键值"对,它们在程序中将被封装成为条件节点。

method用来标示函数的名称,每一个Method名称对应着一个已经实现的函数,这些函数大多用来验证并返回验证结果的,它们将放到一个函数库中,也可以自定义,程序运行时可以调用。

Thenkeys用来表示代表一个结论的“键值”对,在程序中也将被封装为节点。

最后的infor字段用来给予每一个知识条款简短的解释。

2.3 推理流程描述

推理流程是推理的核心,也是推理机程序实现的直接依据。推理机制包括了如下过程:

最开始的输入信息的初始文件中每一行文本的“条件名”被专家系统的解析程序解析后,被最先封装到节点对象中,形成节点名,文件中的“条件值”被解析出来,形成节点对象对应的节点值,这样每一行“键值”对都形成一个有名、有值的单节点。下面再反复如下3个步骤:

第一步:上面的单节点被导入到程序中的一个节点池中,然后单节点将被两两混合,三三混合,形成了混合度为2和3的混合节点,这时池中有了混合度为1,2,3的各个节点。混合后自动建立一个“混合节点列表”,用于记录已经产生过的混合节点的名称,下次混合时,根据这个列表将剔除所有以前混合过的混合节点。

第二步:将池中的各种节点遍历查询知识库一遍,如果有单节点或混合节点的节点名和知识库中一条知识条款的“IfKeys”字段文本相同,则取出这个节点的值(如果它是混合节点,还要将它的文本拆分),系统自动调用那条知识条款“Method”字段所指定的函数来处理这个节点的各个值,返回一个新的字符串型的值,赋予这条知识条款的结论字段自动生成一个新的中间结论节点。在查询完毕后,将查询过的所有单节点或混合节点的可查询属性(在节点类中中自定义设置,例如“queryAble”)设置为false,即不能再查询之意。

第三步:这样一个节点池中所有的节点遍历查询一次后,新的中间结论单节点形成了,再将它们放入节点池中,将节点池中的所有混合节点对象去掉,剩下的新、旧单节点再跳往第一个步骤,重复进行。

在知识库中事先要设置“总结论”和“无结论”记录,这样上述步骤经过多番循环,最终可以推导出带有节点值为“总结论” 节点而跳出步骤一、二、三的循环,“总结论”节点根据自己所带的节点值可以在系统预先设置的结论值清单中查找到总结论的含义。而如果有的推理过程没有推导到“总结论”节点,在中途,节点池所有单节点根据“混合节点列表”都不能再次混合,且也不能产生新的中间结论节点,也将自动跳出步骤一、二、三的循环,自动产生“无结论”节点。如下为推理机制流程图:

结语

利用这种方式开发基于数据库的专家系统,具有扩展容易、维护难度低的特点,现代高效的数据库,使得这种机制开发的专家系统具有比较高的性能;但是,这种机制开发的专家系统需要预先按照特定格式存储知识条款,建立基于系统所用语言的常用函数库,对后续的知识条款设计的工程师具有很高的要求。

参考文献

纸居艺术设计范文第2篇

关键词:装置艺术;室内家具设计;设计思维

引言

现如今世界家具正处于生产技术高度发展的阶段。随着科学技术的不断发展,促使家具的生产周期性和成本的大幅度下降,家具生产的速度逐渐提升,现代家具具有外观简洁、轻便、可拆解、组合方便、功能齐全等特征。但随着家具大批量同化,家具的设计与生产已经不再具有当初的独特性,对人们心灵的震撼力和影响力的影响也降低了,从而导致家具设计艺术性存在的积极性也不复存在。由于我国家具设计行业对西方的家具设计过多崇拜和学习,导致我国家具设计本身缺乏的本国自身的民族性、地域性、独特性等特点。从目前家具设计的情况,可以看出当前家具设计有几点不足: 第一,家具设计失去了其独特性,存在大量的机械复制生产的现象; 第二,家具产品对人们心理上的影响日趋薄弱,从而降低了家具设计外形的美观,无法提升止步不前; 第三,大量地机械复制现象,从而导致家具作品忽略了过程性和观念性。

1设计和生活艺术化的趋势

随着如今科学技术的迅速发展,艺术设计的领域已经不再是单一性的,而是向着多元化的趋势不断发展。为了使设计领域不断的进步和发展,能够繁衍出了新的设计形式与挑战,因此各种艺术设计类别之间需要相互影响和融合。装置艺术与家具设计的交互,促使了艺术设计与社会文化的不断发展和创新。随着人们生活品质的不断提升,人们对家具的需求不仅停留在使用功能的前提下,而对美感、设计感、艺术性有了更多,更高层次的需求。当前大工业生产下的室内家具设计,手工业已经不再占首要地位,随着工业化的发展,开始提倡家具设计的独特性和创新性。人们希望家具设计能够装置人类的心理空间,使人类心理空间和物化的空间有机结合,促使家具设计寻求新的设计方式,家具设计与装置艺术相结合,可以使那些由通常的设计材料堆积而成地无趣的家具作品被打破,这就通过装置设计的观念对家具设计进行延伸拓展,这是一种多元化、开放式的设计发展趋势。

2装置艺术与家具设计的关系

装置艺术是指在特定的时间和空间内,艺术家们将人类平时生活中的各种物质体,进行艺术性地整理、利用、改造和组合,将各种元素的相互运用,通过讽刺与隐喻等手法表达其艺术理念[1]。装置艺术作为一种艺术形式,它具有以下几个特点:第一,装置艺术中对现成品的运用,是其最主要的特征之一;第二,观众的介入与参与性。装置艺术能使受众者置身于三维空间环境之中,这种空间环境包括室内外,它是人们生活经验的延伸。第三,装置艺术时常通过夸张、异化以及强化的手法去激起观众思维的习惯性。第四,装置艺术创造环境促使观众在特定的空间中,由被动的观看转换为主动的体验,这种主动的体验要求观众积极思维,并将一切感官介入其中[1]。

2.1现成品的运用

装置艺术和家具设计都需要对新型材料及其运用方式进行探索,这是一个艺术设计中的一大课题。对于装置艺术,材料的选择和运用对艺术家创作尤为重要。家具是将各种材料进行结构技术拼接而成的。因此功能性、文化环境,材料和结构技术等因素都对家具造型设计有着重要影响。将现成品运用到家具设计之中会带来更加直观的视觉感受,这是装置艺术的基本特征。家具与现成品的结合具有两方面的含义:外观和结构。从外观来看,现成品直接运用到家具外形上,直接的改变了家具形象,这是最简单直接的设计方法。功能性是家具最基本的审美形态,它是家具的各种形式因素通过抽象地、典型地、概念地的结果。根据家具的使用功能,利用现成品来处理功能性与艺术审美之间的关系,从而塑造提升功能性家具设计的整体美感[2]。

2.2观众介入和参与性

装置艺术讲求受众者的参与性。观众的参与是一件装置艺术的重要组成环节。借助观众的现在意识与理念推断而具有了成立的可能性。而对于家具设计来说,公众参与同等重要。在家具设计开始的构思过程中,选择具有代表的目标人群参与其中,既能激发公众的创作潜能,又可以感受形态变化多样性创造活动中多重体验。马林•梵得波尔“请打打”金属座椅的作品,通过观众参与锤击,改变和完善它的形状,这把椅子通过每一次不同力道的敲击最终的完成。将观众引入到作品的设计范围中,从而使围观的观众由观看者变为作品的设计者和参与者之一,整个设计过程变成为一场生动有趣的游戏。

2.3通过设计手法去激活受众的习惯性思维

装置艺术将现成品进行重新聚集、集合和装配,这与设计构成中“打散重构”有着异曲同工的作用。装置艺术是对现成品的重构,在设计中使用移植、替代、重组、倒置、拼合等技法夸张、强化和异化作品,使它在人类感觉特征中,视觉占据着重要的位置。借助家具视觉语言,让使用者借助符号化的示意,满足人们使用的可用性与易用性,给人带来一定的视觉冲击力。

3总论

随着当前科学技术和社会文化环境的飞速发展,人们对家具设计的品味、家具的设计样式和设计内涵的需求都有不同层次的提升,因而促使家具设计向着更加美观、更加实用等艺术化趋势发展。将装置艺术的思维模式与家具设计有机结合,既满足了使用者的生理需求,也在心理层面上给受众者以全新的感受,同时也满足了使用者更多的情感需求。在家具设计中融入装置设计的理念,不仅拓宽设计师的思维,并最终实现人们生活方式的更优化。

参考文献:

[1]徐淦.装置艺术[M].北京:人民美术出版社,2002.

纸居艺术设计范文第3篇

关键词:艺术设计专业 基础课程体系 指导、依据和要求

中图分类号:G712 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.14.015

高职艺术设计专业基础课程体系的构建,应从专业人才培养目标出发。应该明确高职艺术设计专业基础课程的教学目标,放弃本科院校绘画专业的基础训练方法,根据高职教育的目标和不同专业的要求,确保高职艺术设计专业基础课程的够用性、实用性和针对性,建立全新的高职艺术设计专业基础课程教学方式。

高职艺术设计专业基础课程体系的构建应该有据可依,主要的依据有以下几个方面。

1 企业行业与用人单位的需求

企业行业与用人单位的需求是构建基础课程体系的首要依据,社会需求是构建艺术设计专业基础课程体系的基础。中国特色的职业教育,必须服务于社会主义现代化建设,着力培养适应经济社会发展需要的高素质劳动者和技能型人才;必须与社会主义市场经济体制相适应,实行政府主导、面向市场、多元办学的机制;必须与生产劳动和社会实践紧密结合,实行灵活多样的人才培养模式。高职艺术设计专业基础课程体系的构建要反映社会实践的需求和企业行业与用人单位的需求,按照艺术设计专业相应就业岗位所需技能有针对性地进行设置,充分考虑社会和就业市场的需求,要符合科学知识发展的需求。高职院校应从调查和分析社会需求入手,结合实际情况,结合学生未来的职业发展方向,进行基础课程体系的合理设置,并对课程体系进行实时的监测和调整。

2 学生的全面可持续发展和个性发展

学生的全面可持续发展和个性发展是构建基础课程体系的重要基础。高职艺术设计教育作为高等教育中的一个专业教育,促进学生的全面发展、可持续发展是至关重要的,基础课程体系的构建需要以学生为根本出发点,满足学生全面发展的需要,满足学生个性发展的需要,促进学生就业。要在充分了解高职艺术设计专业学生特点的基础上,合理构建基础课程体系。为此,能够拓展文学艺术修养和专业宽度的课程应有所体现。

3 不同规格人才的实际需求

高职艺术设计专业基础课程体系的构建应该根据不同规格人才的实际需求,多样化的社会职业,学生的学习基础和学习目的,坚持基础课程体系与行业标准接轨,与就业需求接轨,与高等教育人才培养目标接轨。注重创业能力的培养,坚持理论够用原则,坚持技术教育和高等教育相统一的原则,坚持以能力培养为核心,突出职业性、实践性、应用性和职业适应性,以应用为主线明确不同岗位群相对应的知识要求、能力要求和素质要求,构建相应的基础课程能力目标。

4 注重课程体系的优化和课程内容的整合

高职艺术设计专业基础课程体系的构建应注重课程体系的优化和课程内容的整合,从提高学生综合素质出发,对基础课程教学内容进行优化、排序和整合,注重基础课程教学内容与高中阶段教育教学内容的衔接与区别,对多门课程内容进行有机整合,合理排序,加强多门课程之间的联系。

5 确保基础课程的必须性和够用性

在高职艺术设计专业基础课程的教学中,应该确保基础课程的必须性和够用性,确立高职艺术设计专业基础训练的针对性;应该突出对学生进行操作技能的培养,从基础教学阶段开始进行实际操作技能的培养,注重动手能力的训练;应该积极在基础课程课堂上引入案例教学和项目教学,打破原有的课程界限,导入专业课的设计案例,使抽象的专业基础知识更加具体化,改变原有的单纯灌输式的教育方式,转化教学角色,以案例引出专业知识点,锻炼学生的实践能力;应该发展和注重基础课程的实验室教学,重视校内实验室的建设和实验室教学,建设配套的专业实验室,向学生开放,让学生在更接近真实环境的条件下进行设计训练,真正提高学生的技术能力;应该改变设计基础教学的作业训练和教学评价方式,强调基础教学的连贯性,将基础教学与数字背景相融合,加强基础课程教材建设。

高职艺术设计专业基础课程体系的构建,应以培养技术应用能力为主线,适应社会经济发展。目前针对高职艺术设计专业基础课程体系的构建倾向于在多门基础课程和专业课程之间的整合,内容主要包括以下几个方面:一是基础课程与专业理念课程的整合,二是基础课程与设计专业课程门类的整合,三是基础课程教学方法手段与专业课程的多元化融合。

工作过程导向的高职教育的核心理念是培养目标、能力要求、课程开发均以实际职业工作为出发点。职业领域、工作岗位、工作任务是进行职业教育的唯一依据,在此之上的学习领域的确定必须和职业工作无缝对接,要求做到工作过程学习化,学习过程工作化。艺术设计的范围广泛而庞杂,在确定学习领域时行动领域的项目不可能全面进入学习领域。这也是艺术设计专业的特殊性使然,必须对此进行整合、设计,最终确定为典型化的具有涵盖性的工作任务进而上升到学习领域升华为课程。

6 小结

基于工作过程的高职艺术设计专业基础课程体系的构建是一个系统工程,既要吸收中外先进的艺术设计教育的精髓,又要体现本土高职艺术设计教育的本质和特色;既要吸收本科艺术设计教育中具有指导和借鉴意义的部分,又必须体现高职教育的规律和特点;既要继承和遵循艺术设计教育自身的规律和学科属性,还务必采用先进和科学的基于工作过程的课程建设理念和方法。既要保留现阶段高职艺术设计教育中符合工作过程导向的课程,又必须坚决革除现有课程体系中的弊端。

参考文献:

[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]邓吉旨.论现代视觉艺术教育中艺术基础教育与设计的关系[J].艺术教育,2009,(5).

纸居艺术设计范文第4篇

木质家居楼梯主要是指用全木材制作,或木材与其它性质的材料结合制作的在家居中使用的楼梯类型。楼梯下空间主要指楼梯踏步以下的空间范畴。目前对于这类的空间利用还不够充分,或者说利用不恰当,设计上存在一些漏洞和缺失,不仅造成了家居空间的浪费,也破坏了家居整体装饰效果。随着现代装饰设计的深入和成熟,家居楼梯的设计也在跟着不断发展演变,不断丰富与完善,楼梯下空间的利用也越来越被人们关注,充分利用这些资源将具有一定的实际意义。

常见木质家居楼梯下空间利用设计类型及其特征

1.塑造家具利用型

所谓塑造家具利用型是指将楼梯空间打造成与家具相同的功能特点,如:书柜、储物柜、衣柜柜、酒柜、装饰柜、抽屉柜等,存放家居用品的一系列储物型家具。这种空间利用具有实用、广泛、利用率高等特点,是日常生活中最常见而又强大的收纳利用类型,它可以将任何物品都收入其中,然后让整个柜体外观非常整洁。这种设计对空间的大小和形状虽然存在一定的选择局限性,但这种设计却具有自身的独特魅力,比如将实用的柜子配置在楼梯的下面,再顺势延伸扩展楼梯间和其它房间的设计,便可成为一个实用而且别致的小空间,可以实现多样性的同时还具备美观性。对于不少的家装设计来说,已经成为了一个设计亮点,如图1中所示。这种在楼梯下的空间设置家具的设计,在空间上充分发挥作用,整体布局上更加紧凑、合理。

2.塑造居家功能空间型

塑造居家功能空间型主要是指将楼梯下的空间打造成一个功能明显、风格独特、个性鲜明的家居区域,如工作区、学习区、观景区、休憩区和展示区等。这种空间往往是在装修设计时不被人们所关注的角落,将楼梯下空间打造成具有个性的家居功能空间,不仅合理的利用了这个位置独特的空间,也符合家居空间收内与利用设计的重点,美观、别致、实用。也反应出主人的生活情趣和生活爱好,彰显出主人的某种高雅的思想或者精神,不仅呈现一种空间艺术美的同时,也呈现了主人的享受生活之美。这就注定了这种利用类型具有自身独特魅力,象征着某种思想或者精神,具有超强的代表性、象征性和装饰性等特征,正如图2所示。

3.其它利用型

利用设计指通过不断创造或者改良设计,达到各种居家生活的需求。提高空间的利用率要从方式上着手,目前针对于木质楼梯下空间的特点,可按不同的现实生活需求还可以打造成家用厨房、卫生间、客房等各种功能的家居空间。也可以根据不同的家居风格,打造成符合风格要求与使用需求的观赏区、展示区和形象区等。为实现木质家居楼梯空间的科学利用,在设计处理上可进行集中设计。

基于利用与价值的设计分析

1.基于高附加值的个性化设计

社会的快速发展,人们的思想也在跟着社会发展,与时俱进,都在努力的展现自我价值,展示自我价值表现在诸多方面,不仅仅是工作、言论、行为,还在个人喜好方面。人们生活的起居环境,以及个人的空间都是张显个人品味的最佳场所。人们通过空间的设计让自己居住的环境既具有个性、又实用、美观、舒适、环保等等。家居空间的每个细节都可以成为个性化的一体,形成具有个人特色的居住空间。楼梯间在整个家居设计中是不可缺的一部分,但是楼梯下面部位常常是遗忘表现的空间。如何增加木质家居楼梯下空间的附加值利用设计呢?首先需要把握设计要点,找到一个准确的切入点,设计出集中使用价值、艺术价值于一体的空间利用设计,其中包含了以下几个重要特性:

实用性:所谓的实用性设计就是在遵循一定美学因素的前提下,使得物体的作用能充分发挥出来。家居楼梯的设计,最实用的莫过于楼板能够降音和承重,扶栏能够起保护作用,方便人们安全上行,这就是楼梯拥有的实在的功能。楼梯间从空间角度来说,它本身就是一个具有独特性的部位,如果我们在它实用性的基础上加上造型独特的美学设计,这样的空间就会更有独到的美丽之处。

唯一性:设计的唯一性是建立在个性化的基础之上,个性并不就代表设计的唯一。个性设计是设计师理念融入到某种特定的设计作品,这样的设计才会具有个性化,具有唯一性。设计上的个性化,是一个设计作品成功的前提,设计的唯一性则是人们追求自我表现价值以及个性化需求的必然。结合楼梯下空间利用的具体特点,给家居个性化的设计提供了新的表现形式,对个人情趣、张扬个性提供了更多的表现空间,提高附加值在现代家居设计有了新理念。

独特性:设计的独特性指设计作品具有自己独特的风格和特点。家居楼梯空间下的设计给独特的设计提供了更多的表现空间,这是因为其本身空间和功能在家居中所具有的独特性。现代的生活是一种大同的生活,房子的结构和类型以及家居生活的方式已经大同,大多设计都是试图在某些局部细节的改变寻找突破,达到设计的独特性,这样表现的空间极度有限,难度也颇大。而木质家居楼梯下的空间在家居结构中它存在多样性,这样给设计提供了独特的空间位置,能够通过这个局部设计的独特性达到带动整体设计的独特性。

2.基于工艺美术创作艺术设计

工艺美术创作从发展创造之初就是与设计艺术一体的,创造即是设计,也是制作。工艺美术的创造特征体现在创意的艺术构思,而现代科学技术给当代设计提供了更多的题材和表现手法,同时给我们生活带来更多的美学视觉。木材的材质特点也给木质楼梯的设计提供了更多的工艺美术创作题材,如何突出楼梯下空间设计美的效果,是设计应该注意和值得关注的地方。

工艺美术创作设计的工艺技术侧重于传统技术的纯手工制作。在大工业化的时代也难以批量生产,依赖机械加工完成,也是个性化设计发展缓慢的一个重要原因。然而从木质楼梯的材料特点与空间的利用类型来看,与家具工艺美术创作的融合是一种必然,现代中式家具的发展与变化给木质楼梯工艺美术创作的整体设计提供了宝贵的借鉴,楼梯下的空间利用从设计创意上添加了更多的中式工艺美术创作需求。如:现代中式家具设计符合人们的审美观点和个性层次的精神追求,将传统中式家具的意境和精神保留,繁杂的制作工艺和各种精细的纹路图案都给设计的个性化和审美情趣上增添了不少的亮点,当然,以简洁的木质本体作为创作原体也可以具有简洁的审美效果,两者都为家居木质楼梯空间的设计提供了意义。

3.基于现代风格家居的空间利用概念设计

现代风格家居设计表现得简约而不简单、时尚而又典雅,极力主张从功能观点出发,着重发挥形式美,强调室内空间形态和物的单一性、抽象性,多采用最新工艺与科技生产的材料与家具,适宜年轻时尚一族。现代木质家居楼梯利用现代设计风格突出的特点,设计出简洁、实用、美观,兼具个性化的楼梯空间,不仅注重居室的实用性,而且还体现出工业化社会生活的精致与个性,符合现代人的生活品位。

总结

现代木质家居楼梯下空间利用设计与现代居家的设计风格相结合,同时添加加工工艺设计而成的具有独特艺术造型的现代家具设计元素,恰当的融入现代木质家居楼梯空间利用中,提升了空间利用设计的文化底蕴,还可以发扬传统的中式家居生活和中式造型,体现了民族的精神特征。楼梯下空间利用设计的创作类型是为了体现实用性和艺术性的结合,其价值就在于它把握整体家居风格的同时而又不失个性化的设计应用,因木质材料其本身的材料特点决定了设计需要提高附加值,那么设计才有创意的东西,个性化的空间利用设计仍然具有很大的空间。

纸居艺术设计范文第5篇

关键词: 多跳无线传感器网络; 压缩传感; 稀疏事件; 路由协议

中图分类号: TN915?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)01?0045?04

0 引 言

压缩传感(Compressed Sensing,CS)理论利用不相关的观测矩阵能使一个信号向量变换成稀疏向量,根据重构算法通过线性投影 (测量值),完成信号的高准确度恢复[1]。压缩传感已经广泛应用于各种数字信号和图像处理的领域中,也可以用于提高无线网络的性能。

有些研究已经将压缩传感应用于无线传感器网络中[2?5],文献[6]提出单跳传感器网络中有多个节点同时向Sink传输测量值结果。假定发生稀疏事件,即Sink接收到的测量数量远小于传感器的数量,那么每个测量数据都可以从少量具备压缩传感的观测中恢复过来[7]。

在本文中主要研究多跳无线传感器网络,并且采取了文献[8]中提到的方法,即发生稀疏事件。本文提出了一种基于压缩传感和泛洪的协议,它可以使Sink获得并精确重构稀疏数据,并且既没有通过任何重负载路由,也没有通过MAC协议,而是通过利用碰撞来实现。在单跳网络中,由于数据包发生碰撞,干扰/叠加的测量数据都可以通过文献[6,8]中提及的基于压缩传感的算法得到解决,但是它们在多跳的网络中就会构成重大问题,每个节点都要转发接收到的所有数据包,由于干扰测量的数量可能大幅地增加,从而导致基于压缩传感的算法由于稀疏的损失而表现不佳。

需要注意的是,本文的目标与传感器网络中现有的压缩传感数据恢复方案完全不同:如文献[6]所述,生成的事件本身被假设为稀疏事件,无论何时仅允许少数传感器发送重要的数据时,这种情况的发生会导致这些稀疏数据之间没有相关性。在这种情况下,如文献[9]所述,现有的基于压缩传感的技术将不再适用,因为没有数据相关性可以利用。

相反,本文的新颖性在于利用压缩传感技术,通过洪泛法和干扰的运用实现叠加稀疏数据的有效传输,并且没有利用传统避免冲突的MAC调度和路由。仿真结果表明,提出的基于压缩传感的协议实现了良好的Sink数据重建,同时与传统协议相比大大减少了开销和延迟。

1 网络模型

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