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体域网是一种重要的公众应用网络,并在远程医疗保健、特殊人群监护和社区医疗等服务领域有着巨大的应用意义和需求,并日渐成为研究和应用的热点。由于体域网自身独有的特点,具有与以往传统网络框架不同的特性和需求,目前对其技术的研究尚处于起步阶段,有诸多关键技术难题亟待解决。其中能量有效性是无线体域网的首要挑战。 本课题就是围绕无线体域网的节能策略而展开的,引入压缩感知技术来降低发送节点的发送数据量,从而从本质上降低体域网的功耗。发送端利用压缩感知技术对信号进行压缩,将压缩后的信号传输给接收端,接收端收到压缩的信号后,通过相应重构算法求解优化问题来对原信号进行重构。本文主要工作如下: 深入研究现有的贪婪匹配追踪重构算法,针对现有的正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)的缺点,本文提出了一种改进的OMP算法,该算法在选择支撑集的原子时,不仅只考虑传感矩阵中包含的原子集合与残差的相关性大小,还要考虑前一次迭代的相关性大小,该算法通过引进了残差阈值,使得接收端在重构时不需要知道原始信号的稀疏度。通过仿真实验证明了改算法具有更好的重构效果,从本质上降低了无线体域网系统的整体功耗。 研究正则化正交匹配追踪(Regularized Orthogonal Matching Pursuit, ROMP)算法,在充分分析了正则化正交匹配追踪算法的优缺点的基础上,提出了基于 Dice系数准则的DROMP算法,并从CR(压缩比)、PRD(均方根误差百分比)以及SNR(信噪比)三方面评估算法的性能,仿真结果证明了该算法具有更好的重构效果, 从本质上降低了无线体域网系统的整体功耗。 最后根据体域网的特点,设计了一种基于 ZigBee无线传输协议的无线体域网系统。包括拓扑结构的设计,传感器节点的设计,汇聚节点的设计。根据实际情况中体域网系统的需要,使用 JavaFX Scene Builder2.0开发环境设计了上位机软件监控系统,可以实现对病人的生理状况进行实时监控、历史查询等功能。将ZigBee技术应用于无线体域网网络节点之间通信,可以有效降低各节点的功耗。