循环矩阵下压缩感知在瓦斯检测数据重构中的应用研究

针对瓦斯监控预警系统中的传感器节点能量有限及传输带宽有限,为减少信息传输量和布置节点的数据量,采用基于零空间调整的重构方法对瓦斯数据进行重构。瓦斯传感器对应的观测矩阵是瓦斯传感器的脉冲响应函数循环而构成的循环矩阵,应用高斯函数序列构造的循环矩阵来模拟。选用不同煤矿的多组瓦斯监测数据作为实验数据,对瓦斯数据进行快速傅里叶变换,观测矩阵分别使用循环矩阵和随机矩阵。重构实验结果表明,模拟脉冲响应函数的循环矩阵对瓦斯检测信号重构效果较好,当采样率一定范围减少时,循环矩阵下重构的平均误差约5%。因此,实际工程中可由降低50%采样率的数据来重构原始数据,显著减少数据采样点数,节省工程检测成本。一定范围内可用低分辨率的瓦斯传感器代替高分辨率的瓦斯传感器,以降低构建瓦斯监控物联网的成本。