T E L KO M NI K A ,  V ol . 14,   N o. 3,  S ept em ber  20 16,   pp.   97 4~ 9 80   I S S N :  1 693 - 6 930 ac c r edi t ed  A   b D IK T I,  D e c r e e  N o 58/ D I K T I / K ep/ 2013   D O I :   10. 12928/ T E LK O M N I K A . v 1 4 i 3 . 3021      97 4       R ec ei v ed   N ov e mber   1 2 ,  20 1 5 ;  R ev i s ed  May   9 ,  20 1 6 ;  A c c ept ed   M ay  28 ,  201 6   Co m p r essi v e  S en sin g   A l g o r it h m  f o r   Dat Co m p r essio n   on W e a the r  M o ni tor i ng S y s te m       R i ka S u st i k a * 1 ,  B a m b a n g   S u g i a r to 2   R es ear c h C e nt er  f or  I nf or m at i c s ,  I ndo nes i an  I ns t i t u t e of  S c i e nc e s  ( LI P I )   Jl .   C i s i t 21/ 154D ,   B and ung 4 0135,  I ndo ne s i a   * C or r es po ndi ng a ut hor ,   e - ma i l :  r i k a@ i nf or m at i k a. l i p i . g o. i d 1 ,  b am ba ng@ i n f or m at i k a. l i pi . go. i d 2       A b st r act   C om pr es s i v s en s i ng  ( C S )   i s   new   dat a c qui s i t i on  a l gor i t h m   t hat   c an  be  u s ed  f or   c om pr es s i on.   C S  t heor y   c er t i f i e s  t h at   s i g nal s  c an  be  r e c ov er ed  f r om  f ew er   s am pl e s  t han N y qu i s t  r at e .  O n  t hi s  p aper ,  t he   c om pr es s i v s e ns i ng  t ec hni qu i s   a ppl i ed   f or   dat c om pr e s s i on  o o ur   w e at her   m oni t or i n s y s t em .   O n   t hi s   w eat her  m oni t or i n g s y s t em ,  c om pr es s i o n us i ng c om p r es s i v s en s i n g w i t h f ew e r  s am pl es  o r   m eas ur em ent s   m ea ns   m i ni m i z i ng  s ens i ng  and   ov er al l   e ne r gy   c os t .   O ur   f oc u s   on  t hi s   p aper   l i e s   i t h s e l ec t io n  of  m a t r ix  f o r   r epr e s ent at i o n ba s i s  un der  w h i c h  t he w e at her   dat a ar s p ar s el y  r epr e s ent ed .   R es ul t s  f r om  s i m ul at i on  s how   t hat  t he  us i ng  of  D C T  ( D i s c r et e C os i ne  T r an s f or m )   as  r epr e s ent at i o n b as i s   has  a b et t er   per f or m an c e o n  w eat her  d at a r e c ov er y   c om par ed w i t h ot h er  t r an s f or m  m et hod s  s u c h a s   W al s h - H adam ar d  T r an s f or m  ( W H T )   and D i s c r et e   W av el e t  T r ans f or m  ( D W T ) .       Ke y w o rd s :  c om pr es s i v s en s i ng,  D C T ,  r e pr es ent a t i o n ba s i s ,  w eat her  m o ni t or i ng       C o p y r i g h t   ©   20 16 U n i ver si t a s A h mad  D ah l an .  A l l  r i g h t s r eser ved .       1 .  I n tr o d u c ti o n   W e at her   m oni t or i ng  p l a y s   an  i m por t ant   r ol i h um an  l i f e.   W eat her   m oni t or i n g s y s t em   ai m s  t o c ol l ec t  and des c r i be t he s t at e of  t he w eat h er  on one r egi on,  s uc h a s  t e m per at ur e,   hum i di t y ,  pr es s ur e,   r ai n f al l ,   s ol ar  r adi at i on,   pr ec i p i t at i on ,  w i n d di r ec t i on an s peed,  et c .   O bj ec t i v e   of   w e at her   m oni t or i ng   ar e   pr o v i de  w eat her   or   c l i m at d at a,   ho ur l y ,   d ai l y ,   or   m ont hl y .   T hes e w eat her  and c l i m at e dat a c an be us e d f or  a  v ar i et y  of  us es ,  s uc h as   ear l y   w ar ni ng   s y s t em  on   t er r es t r i al   on m ar i ne .  D at a f r o m  w ea t her   m oni t or i n g s y s t em  c an be  us ed  a l s o t ev a l u at c l i m at e pat t er ns  a nd l ong  t er m s   f or c as t s   W e at her   m oni t or i n g s y s t e m  c ons i s t s  o f  a nu m ber  o f  w eat h er  s t at i ons .  O ne  w eat h er   s t at i o n has  s om e w e at h er  s ens or s  t o m eas ur e and  r ec or d w eat her  p ar am et er s .  E x am pl e of   w eat h er  m oni t or i ng s y s t em  c onf i gur at i on f r o m  one w eat h er  s t at i o n c an be s ee n on F i g ur e 1.   W e at her   par am et er s   t hat   m eas ur ed  i w e at h er   s t at i on  c a be  s t or ed  i bui l t   i d at l og ge r   or   t r ans m i t t ed  t bas s t at i o on  r em ot l oc at i o u s i ng  c om m uni c at i on  l i nk .   I f   t he  dat ar e   s t or ed  i a d at a  l o gg er ,   w e c an  do w nl oad  t h em  t o a  c om put er  at  a  l at er  t i m e i f  w ne ed f or   f ur t her  pr oc es s i ng [ 1] .             F ig ur e   1 .   T he c onf i g ur at i on  of  t he  w e at her  m oni t or i ng  s y s t em     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       C ompr es s i v S e ns i n g A l g o r i t hm  f or  D at C o mpr es s i on  on W eat her   Mon i t or i ng   ( R i ka  S u st i ka )   975   T her i s  a  pr obl em   on t hi s   w e at h er   m oni t or i ng  s y s t e m .  D at t hat   ar c ol l ec t e f r o m   a   num ber  of  s ens or  nodes   ar e s o hu ge  but  t he s y s t em   c ons t r ai ned b y  l i m i t ed  po w er  s u ppl y ,   m e m o r y ,   pr oc es s i ng  per f or m anc e,  and c om m uni c at i on ba nd w i dt h.  T hr ee op er at i o ns  m ai nl y   r es pons i b l f or   ener g y   c on s u m pt i on  ar s ens i n or   s a m pl i ng,   c om put at i o n,   an c om m uni c at i on   [ 2] .   W hen dat a  t r ans m i t t ed o n t h e n et w or k ,   ener g y   c o ns um pt i on i s   dom i n at ed b y  r ad i o   c o m m uni c at i on .   T he  ener g y   c o ns um pt i on  of   r adi c om m uni c at i on  i s   di r ec t l y   pr o por t i o na l   t t he   num ber   of   bi t s   of   dat t hat   t r ans m i t t ed  o t h n et w or k   [ 2] .   C om pr es s i on  i s   a   k ey   t o v er c om t hi s  pr o bl em .   T he m ai n obj ec t i v of  c o m pr es s i on on t hi s  s y s t em  i s  t o r educ ener g y   c ons um pt i on b y  r ed uc i n g n um ber  of  bi t s  t hat  n eed  t p r oc es s  and t r ans m i t  on t he  s y s t em .   A   l ar ge  num ber  of  c om pr es s i on t ec hn i qu es  h av e b een  pr op os ed  i n  t h l i t er at ur es   [ 2 3 ].  O ne  of   c o m pr es s i on  t ec hni qu t h at   i n t er es t i ng  f or   m an y   r es ear c her s   no w ada y s   i s   c o m pr es s i v s ens i ng  t ec hn i qu e.   C om pr es s i v s e ns i ng  i s   ne w   ap pr oac i s i gn al   pr oc es s i ng,   par t i c u l ar l y   f or   dat ac qu i s i t i on  [ 4] .   O t r adi t i on al   dat a   ac qu i s i t i on ,   s i gna l   c an  be  r ec o ns t r u c t ed  f r o m   t he   s am p l e t hat   ar t ak i ng  at   r at gr ea t er   t ha N y q u i s t   r at ( 2x f m a x ) .   O c om pr es s i v s ens i n g,   a   s i gna l  c an be r ec ov er ed f r om   f ar   f ew er  s am pl es  t han N y qu i s t  r at e,  as  l o ng as  t he s i gna l  i s   s par s e or  ap pr ox i m at el y  s p ar s e.  I t   w i l l  o nl y  pr oc es s  t h e l ar ge c oef f i c i ent s   and   di s r egar d t he z er c oef f i c i ent s   [6 7] .   T h is   c om pr es s i on  al gor i t hm   r educ es   t he  s i z e   of   dat s ent   an dec r eas es   t h e   s t or age r equ i r em ent  of  t h e s y s t em .  T hi s  w i l l  a l s o l e s s en t he dat a t r ans m i s s i on ac t i v i t y .  T hi s   c r i t er i i s  s ui t abl e f or  c om pr es s i on t y p t h at  i s   nee ded  i w ea t her  m oni t or i ng s y s t e m .   O t h i s   pa per ,   w e v a l u at c om pr es s i v s e ns i n al g or i t hm   f or   i m pl e m ent at i on  o n   w eat h er  m oni t or i n g s y s t e m .  B y   us i ng  c om pr es s i v s ens i ng,  num ber  of   m eas ur em ent  c an be   r educ ed a nd num ber  of  w e at her  da t a t ha t  be c ol l ec t e d  bec om f ew er ,   w i t hou t  s ac r i f i c i ng qu al i t y   of  t he r ec ons t r uc t e d s i gna l .  O ne  of  t he pr obl em s  on i m pl em ent i ng C S  o w e at her  m oni t or i n g   s y s t em  i s  w e do n’ t  k no w  t he k i nd of  r epr es ent at i on  bas i s  und er  w hi c h t h e w e at her  dat a be   s par s el y   r e pr es ent ed.   A   s i gn a l   m a y   n ot   s par s i p ar t i c ul ar   dom ai ( l i k t i m dom ai n) ,   but   i t   c an b e s par s e  or  c om pr es s i bl b y   t r ans f or m i ng i t  t o  s o m e s ui t abl e b as i s .  T her i s   no s y s t em at i c   w a y  of  s el ec t i n g t hi s  k i nd of   m at r i x .   W e   c an  k now  t h e s ui t a bl e bas i s  b y  t r i al s  an d ex per i enc e  [5 ].   O n t hi s   pap er ,   w e  e v al uat ed p er f or m anc e of  w e at he r  s i gna l  r ec ons t r uc t e d us i n g c om pr es s i v e   s ens i ng  w hen  r e pr es ent at i on  bas i s   i s   us i ng  D i s c r et C os i ne  T r ans f or m   ( D C T ) ,   D i s c r et W al s h   H adam ar d T r ans f or m  ( W H T ) ,  and D i s c r et W av el et  T r ans f or m  ( D W T ) .   T he  obj ec t i v i s  t o  s el ec t   w hat  k i nd  of  r epr es ent at i o n  bas i s  t h at  m a k e s i gna l  r ec ons t r uc t i o n er r or  i s  m i ni m um .       2.   C o m p r e s s i v e   S e n s i n g  (C S )   C S   is   an  al t er nat i v s am pl i ng  t heor y   w hi c as s er t s   t h at   c er t ai s i g nal   c an  b r ec ov er e d   f r o m   f ar   f ew er  s am pl es  t han S h ann on - N y qu i s t  s am p l i n g us es  [ 3 6] .  A c c or d i ng  t o S han non    N y q ui s t  t heor em ,   t he s am pl i n r at m us t  be at   l eas t   t w i c t h e m ax i m u m   f r equen c y   pr es ent   i n   t he s i gn al  [ 6 8] .  O ne of  t he k e y  of  t he C S  i s  t hat  t h e s i gna l  i s  s par s e or  c o m p r es s i bl e [ 6] .   A   s i gna l  i s  c a l l ed s par s i f  i t  has  o nl y  a f e w  s i gn i f i c ant  c om ponent s  a nd a  gr e at er  num ber  of   i ns i g ni f i c ant  c om ponent s .  C S  on l y  f oc us es  on  l ar ge  or   non  z er o c o ef f i c i ent .     A   di s c r et s i g na l     of   l engt h   i s   s ai t be   - s par s e,   i f     c ont ai ns   ( at   m os t )     non z er o   ent r i es   w i t .   A   s i g na l   m a y   not   l ook   s par s i p ar t i c u l ar   dom ai n,   b ut   i t   c a be  s par s or   c o m pr es s i bl b y   t r ans f or m i ng  t s om s ui t ab l b as i s ,   e. g. ,   D C T ,   F our i er ,   or   W av el et   bas i s .   F or   m an y  na t ur a l  s i gn al s  t h er e ar e ad equ at e b as es  an d di c t i on ar i es  i w h i c h s i g nal s  of  i nt er es t   bec om s par s or   ap pr ox i m at el y   s par s e.   A   s i gna l   i s   s ai t b c om pr es s i bl e,   i f   t her i s   bas i s   i w hi c h  t h e s i gna l   has  a ppr ox i m at el y   s par s e r epr e s ent at i on  [ 7] .   S i g na l  of  i nt er es t     c an b e   ex pr es s ed i n r epr es e nt at i o n bas i s   as :     = Ψ                                                                  ( 1)     W h er Ψ   i s  t r ans f or m at i on bas i s   Ψ   = {   Ψ 1 Ψ 2 Ψ 3 ,… Ψ N }  a nd    is   - s par s e v ec t or ,  t h at   r epr es ent   pr oj ec t i o n c oef f i c i ent s  of     on  Ψ .   A  m ai n i dea  i n t h e c ur r ent   C S  t he or y   i s  abou t  ho w  t o ac qui r a s i gn al .  T he ac qu i s i t i o n of   s ig n a   of  l engt   i s  done  b y  m eas ur i ng    pr oj ec t i ons  of     ont o s ens i ng v ec t or s  {     = 1 , 2 , ,   }  [ 7] .  O t he m at r i x  not at i o n,  t h e s ens i ng pr oc es s  i s  d es c r i bed  b y   [6 - 8] :     = Φ                                                             ( 2)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   9 74     98 0   9 76   W h er     i s   t he  s i g na l   t be  s ens ed,   an Φ   is     ×   m eas ur e m ent   m at r i x ,   and      is   m eas ur e m ent  v ec t or .     A  n onl i n ear  a l g or i t hm  i s  u s ed i n  C S  at  r ec ei v er  s i de  t o r ec ons t r uc t   or i g i n al  s i g nal   [ 3] .   T hi s  nonl i n ear  r ec ons t r uc t i on  al gor i t hm  r equi r es  k no w l e dge  of  a r e pr es ent at i on  bas i s   Ψ Meas ur em ent  v ec t or   ,  c an  be ex pr es s ed  i n  r epr es en t a t i on  bas i s   as :     = ΦΨ                                                         ( 3)     Θ = ΦΨ    is     ×   di m ens i ona l  r ec ons t r uc t i on  m at r i x ,  and  w e   w ou l h av e :     = Θ S                                                           ( 4)       R ec ons t r uc t i on  al gor i t hm  i n C S   i s  f i n di n a s p ar s v ec t or   S   s at i s f i ed  ( 4)  ex ac t l y   or   appr ox i m at el y   w i t h   gi v en    and   Θ     i s   an  und et er m i ne l i n ear   s y s t em   w ho  h as   m or unk now ns  t ha n e quat i o ns .  F i nd i n g a s p ar s e s ol ut i on  of    = Θ S   is  a n  i ll - p os ed  pr ob l em  [ 7] .   S ol ut i on f or  t hi s  pr o bl em  i s   done  us ua l l y  b y  m i ni m i z i ng   l 0 , l 1 ,    or  l 2   n or m  ov er  s ol ut i on s pac e.  O n   t hi s   p aper ,   w e   us l 1     m i ni m i z at i on   t o   s ol v t he   pr ob l em .   T he  c om pr es s i v s e ns i ng   al gor i t hm s   t hat  r ec ons t r uc t  t h e s i gn al  bas ed on m i ni m i z i ng l 1   r e f er r ed t o as  B as i s  P ur s u i t  ( B P )  [ 10] .  B y   us i ng   l 1   m i ni m i z at i on   or   B a s i s   P ur s u i t ,   s i gn al   c an   be   ex ac t l y   r ec o v er ed   f r om     m eas ur em ent s   b y  s o l v i n g a s i m pl e c o nv ex  opt i m i z at i o n pr o bl em  t hr ough l i n ear  pr o gr am m i ng [ 10] .       M in im iz e   1 ;  S u b j e c t to ΦΨ =                        ( 5)     O nc e t he s o l ut i o n l 1   of  ( 5)  i s  f ound,  r ec ons t r uc t e d s o l ut i on    m y   be ex pr es s ed as :     = Ψ                                                             ( 6)       3.   F i l te r i n g  A l g o r i th m s   O n t hi s  r es ear c h,   w e o nl y  f oc us  on t he m oni t or i ng of  w eat h er  s i gn al  at   a s i ng l l oc at i o n.   W e  di v i ded  our  s i m ul at i on  us i ng  t w o s t a ges ,  s i gna l  ac qui s i t i o n a nd s i gna l  r ec o ns t r uc t i on.       3. 1 .   S ig n a A c q u i s i ti o n   O n t hi s  w e at h er   m oni t or i ng  s y s t em ,  s i gnal  ac qu i s i t i on i s  a pr oc es s  f or  s a m pl i ng w eat h er   s i gna l  t h at  m eas ur w e at her  c ond i t i on  par am et er s  on a  r egi on.  F r om  t hi s  s i gna l  ac q ui s i t i o n   s t age,   w w i l l  ge t  m eas ur em ent  v ec t or   Y  t h at   w i l l  b e us ed f or  s i gna l  r ec ons t r uc t i on  on t h e   r ec ei v er  s i de .  T he di agr am  on t h i s  s i g nal  ac qu i s i t i on  s t age c a n be  s een  on F i gur 2   [7 10] .       F i gur 2.   S i g na l  ac q ui s i t i o n  s t age       S t eps   on t hi s  s t ag e ar e  [ 7 10] :   1.   R ead t he or i g i n al   s i gna l   ( )   f r om  w i r el es s   w e at her  m oni t or i ng s y s t em .   2.   G ener at e  m at r i x  t r ans f or m   ( D C T ,   W H T ,  or  D W T )   f or   s par s i f y i n g t h e s i g na l .   3.   T r ans f or m  t he s i gna l  us i ng  det er m i ned m at r i x  t r ans f or m .   4.   Mak e c oef f i c i ent  t hr es ho l d i ng o n t r ans f or m  do m ai n f or  s par s i t y  en hanc em ent  [ 9] .   C oef f i c i ent s   s m al l er   t ha t h r es hol d i n v al ue  ( δ )   s et   t z er o.   5.   A pp l y   i n v er s e of  m at r i x  t r ans f or m   t o t he or i g i na l  s i gna l  t o g et   ,  t hat  s par s i n   t r ans f or m  do m ai n,  bu t  no t  s par s e i n  t i m e dom ai n.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       C ompr es s i v S e ns i n g A l g o r i t hm  f or  D at C o mpr es s i on  on W eat her   Mon i t or i ng   ( R i ka  S u st i ka )   977   6.   G ener at e   m eas ur e m ent   m at r i x   Φ   ( us i ng  r an dom   pr oj ec t i on   m at r i x ) ,   and  t h en  g et   t he   m eas ur e m ent  v ec t or   .  T hi s  m eans  t hat  t he m eas ur em e nt  v ec t or     w as  ob t ai ned  b y   s a m pl i n g s i g nal     r andom l y .     3. 2 .   S i g n a l  R e c o n s t r u c ti o n     T he s i gnal  r ec o ns t r uc t i o n  i s  s t age t o c ons t r uc t  t he  des i r ed  w eat h er  s i gn al     f r om   m eas ur e m ent  v ec t or   .  B l oc k  di agr am  of  t hi s  s t age c an  be s ee n on  F i g ur e 3.         F i gur e 3.   S i g na l  r ec ons t r uc t i on s t age       I nput s  f or  r ec ons t r uc t i o n a l gor i t hm  ar e m eas ur e m ent  v ec t or   ,  m eas ur e m ent  m at r i x  ( Φ ) and r e pr es ent at i on  bas i s  ( Ψ ) .  T he s t eps  on t hi s  s t ag e ar e:   1.   D et er m i ne r ec ons t r uc t i on  m at r i x  ( Θ )   f r o m  k now Φ   and  Ψ .   2.   F i nd i ng s par s e v ec t or  ( )   ex ac t l y  or   ap pr ox i m at el y  w i t h gi v en    an Θ ,  us i ng  B as i s   P ur s ui t  al gor i t hm .   3.   R ec ons t r uc t  t h w e at h er  s i gna l     f r o m  gi v en    and  Ψ .       4.   S i m u l a ti o n  R e s u l t   T hi s  s ec t i on ev a l uat es  t he  ef f ec t i v en es s  of  C S  i m pl em ent at i on on  w e at h er   m oni t or i ng   s y s t em .  F or  t he e v a l u at i on   w us ed r eal  da t as et   w i t hout  c om pr es s i on f r o m  w i r el es s   w e at h er   s t at i o n t hat   de v e l op ed b y  I n dones i an I ns t i t ut e of  S c i e nc es  ( LI P I ) .  T he f i r s t  dat as et  i s  f or  hu m i di t y   and t h e s ec ond on e i s  f or  a i r  t em per at ur e.  D at a t ak en on J anuar y   20 15 i B an du ng s t at i on.  T he   dat a  r ead  o nc i ev er y   t w o m i nut es .  O n s i m ul at i on ,   w e  us ed  20 48  s am pl es .  P i c t ur e  of  t h e   or i gi na l  s i g na l  s am pl es  c an  be s ee n o n F i gur e 4 .         (a hum i di t y     (b t em per at ur e     F i gur e 4.   O r i g i n al  w eat her  s i gna l       F or   C S   r ec ons t r uc t i on  w us B as i s   P ur s ui t   as   a   s t a ndar d   r ec ons t r uc t i on  al gor i t hm ,   b y   us i ng  l 1m agi c  t oo l b ox  f r om  C al t ec h [ 11 ] .  R a ndo m  pr o j ec t i on m at r i x  w as  us ed f or  t h e   m eas ur e m ent .   F or   t he  s par s i f i c at i on,   w e v al uat ed  t hr ee  r epr es en t at i on  bas i s ,   D i s c r et C o s i ne    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   9 74     98 0   978   T r ans f or m  ( D C T ) ,  D i s c r et W al s h H adam ar d T r a ns f or m  ( W H T ) ,  and D i s c r et W av el et   T r ans f or m  ( D W T ) .  O n w a v e l et  t r a ns f or m ,  w e us e d D au bec hi es  d4  w av el et  ( db w av e l et ) .   R es ul t s  ar e  pr es en t ed  on  t w o p ar t s .  T he f i r s t  one  pr es ent s  t h e s par s i t y  a na l y s i s  of   hu m i di t y   and  t em per at ur dat a.   T hi s   r es ul t   i s   us e f or   det er m i ni ng  num ber   of   m eas ur em ent   or   m eas ur e m ent   m at r i k s   Φ .   F or   s par s i t y   enh anc em ent ,   w us ed  c o ef f i c i ent   t hr es hol di ng  on   t r ans f or m   do m ai n.   T hr es ho l di ng  v a l u ( δ )   t hat   i s   us e on  t h i s   s i m ul at i on  i s   4.   S p a rs i t y   (r)  o f   t he   dat a c a n b e s een  on T ab l 1 .       T abl e 1.  D at a s p ar s i t y  us i n g di f f er ent  bas i s   T r an sf o r m s   S p ar si t y  ( r )   H um i di t y   T em p er at u r e   DCT   99   20   W HT   141   37   DW T   111   25       F r o m   T abl e 1 w e c an s ee  t hat  D C T  s par s i f i es   t he dat a bet t er  t han ot her  t r ans f or m s .   N um ber   o f   m eas ur e m ent   m   i s   t a k en bas ed on t hi s   s par s i t y   a na l y s i s .  F r om   T abl 1 ,   ma x i mu m   s par s i t y   i s  14 1.   B as ed  on  pr ev i ous  r es e ar c h,  num ber  of   m eas ur em ent   m   m u s t  be h i gh er  or   equa l  w i t 4 ×   [3 7] .   B as e d on  t hi s  a na l y s i s ,   w e t ak e 600  as  num ber  of   m eas ur e m ent .     T he  s ec ond  par t   of   t he  r es ul t s   i nc l u des   t h per f or m a nc of   C S   o r ec o v er i ng  w eat h er   dat us i ng  D C T ,   W H T   and  D W T   as   r epr es ent at i o bas i s   on  s par s i f i y i ng  w eat h er   s i gna l .   R ec ov er ed  s i g na l   as   r es ul t s   f r o m  s i m ul at i o n c a be  s een  o n F i g ur e 5  a nd F i gur 6.  F r om  t he  pi c t ur es ,   w c an  s e t hat   w hen  c om par i n f i gur es   of   t he  r ec o ns t r uc t ed  s i gna l s   w i t t he  or i g i n al   s i gna l ,  t he r ec ons t r uc t e d s i gna l  i s  al m os t   c oi nc i d e w i t h  t he or i gi na l  s i gna l  ev en t h ough t h er ar e   s o m e er r or s I t s  m ean t h at   w e  c an  r ec ov er  s i gna l   w i t h s m al l  n um ber  of   m eas ur em ent  or   s a m pl i n g r at e.  H o w  m uc er r or  bet w e en or i gi na l  s i g nal  a nd r ec o ns t r uc t ed s i g n al  i s  t o l er a bl e   depe nd  on t he p ur pos of  t he  w e at h er  m oni t or i n g s y s t em ,  ar e t he da t a c r i t i c al   or   not .           (a hum i di t y     (b t em per at ur e     F i gur 5.  R ec ons t r uc t ed   w e at her  s i gna l       T he  r es ul t s   on  F i gur al s s ho w   t h at   t hr e r ep r es ent at i on  b as i s   t hat   us ed  f or   s par s i f y i ng   t he s i gn al   gi v di f f er ent  per f or m anc e on s i gna l  r ec ons t r uc t i on.   E r r or  b et w ee n or i gi na l   s i gna l   and  r ec ons t r uc t e s i gna l   us i ng  c om pr es s i v s ens i ng  a l gor i t hm  w as  c o unt e d a nd   w e   s u m m ar i z ed  i t  us i ng R oot   Mean  S quar e  E r r or  ( R M S E )  par am et er .         = 1 ( ( ) ) 2 = 0 ,          ( ) = ( ) ̂ ( )         ( 7)     R S M E  f r om  our  s i m ul at i o n i s  pr es ent ed  on  T abl e 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI K A     I S S N :  1 693 - 6 930       C ompr es s i v S e ns i n g A l g o r i t hm  f or  D at C o mpr es s i on  on W eat her   Mon i t or i ng   ( R i ka  S u st i ka )   979   T abl e 2.  R MS E   of  s i gna l  r e c ons t r uc t i on   T r an sf o r m s   RM S E   H um i di t y   T em p er at u r e   DCT   0. 8155   0. 3654   W HT   0. 9592   0. 4319   DW T   1. 5856   0. 3828       T he r es ul t s  ar e  a l s pr es en t ed  on  di a gr am  on F i gur e  6.  T hi s  f i g ur e s h o w s  t h at   i n  c as e   of  hu m i di t y  s i gna l ,  s i gn al   r ec ons t r uc t i on us i ng D C T  as  r epr es ent at i on b as i s  s ho w s  t he bes t   per f or m anc e,  and  D W T  i s   t he  w or s t .   O n t em per at ur s i g na l ,  D C T   al s o s h o w s   t he  bes t   per f or m anc e.  O t h i s  t em per at ur e s i gna l ,   W H T  i s  t he  w or s t .           F i gur 6.  R MS E  of  s i g nal  r ec ons t r uc t i o n     B y  c om par i ng t he  s i m ul at i o n r es ul t s  of  hum i di t y   dat a a nd t em per at ur e d at a,   w e  c an s e e   t hat   t he   r ec ov er y   of   t em per at ur d at a   i s   m uc c l os er   t t h or i g i na l   s i gna l   or   er r or   r ec ov er y   i s   s m al l er   t h an  hum i di t y   da t a.   T hat   i s   bec a us r epr es e nt at i o b as i s   us i ng  D C T   i s   m or s ui t ed  f or   r ec ov er i ng s i gn al   l i k e t em per at ur e s i gna l .   E v en  t he r e c ons t r uc t ed s i gna l  of  hum i d i t y   dat a c an not   per f ec t l y  s am e w i t t he  or i g i na l  s i g na l ,  t h e o v er a l l  r ec o v er i ng  i s  not   ba d.       6 .  C o n c l u s i o n   I n t hi s  pa per ,  C S   has  i m pl em ent ed f or  dat a c o m pr es s i on on  w e at h er  m oni t or i ng s y s t em .   T hi s  C S  a l g or i t hm  i s  us e d  t r e duc e  t he  n um ber  of  s a m pl es  r eq ui r e d t o  r ec o v er  t he  s am pl ed  s i gna l   an s r educ t he  e ner g y   c o ns um pt i on  of   t he  s ens or   i b ot s am pl i n an d   t r ans m i s s i on.   W e  s how  C S  c an  r educ e t h e num ber  of  s am pl es  r equi r ed t o  be  t ak en i n t h w e at h er  m oni t or i ng   s y s t em   l oc at ed  i B an du ng  I n don es i a.   F r om   s i m ul at i o w e   pr oof ed  t hat   D C T   i s   t he  bes t   t r ans f or m  c odi ng t o   b e i m pl em ent ed as  r epr es ent at i on  bas i s  f or  hum i di t y  a nd t em per at ur dat a,   as  par t  of   w ea t her   dat a .           R ef er en ces   [1 ]   P   S us m i t ha ,   G  S ow m y abal a.  D es i gn  and I m p l em ent a t i on  of   W e at her  M oni t or i n g and  C ont r ol l i n g   S y s te m I nt er n at i onal  J o ur na l   of  C om put er   A p p li c at i on s .   201 4;  97( 3 ) :  19 - 22.   [2 ]   MA   R az z aque,  C hr i s  B l ea k l ey ,  S i m o n D ob s on .  C om pr es s i o n i W i r el es s  S en s or  N e t w or k s :  A  S ur v ey   and C o m par at i v e E v al u at i o n.    A C M   T r ans a c t i o ns  on  S e ns or  N et w or k s .   20 13;  1 0( 1 ) .   [3 ]   S aad Q ,  R ana M B ,   W a f a I ,  M uqadd as n N ,  S u ngy oun g Le e.  C om pr e s s i v e S s en s i ng :  F r o m  T heor y  t A ppl i c at i on s ,  a S ur v ey .   J our na l  of  C om m uni c at i on s  an d N et w or k s .  201 3;  1 5( 5) :   443 - 4 56.     [4 ]   W e n  Y aw  C hung ,   J o c el y F l or es   C i l l av er de.   I m pl em ent at i on of  C om pr e s s i v e  S en s i n A l gor i t hm  f or   W i r el e s s   S s en s or   N et w or k   E n er gy   C on s er v at i on .   I nt er n at i o n al   E l e c t r on i c   C o nf er e nc on  S ens or   and   A ppl i c at i on s .  20 14.   [5 ]   X i aopei   W u ,  M i ngy an Li u.    In - s i t u  S oi l  M oi s t ur e S ens i ng:   M eas ur em ent  S c h edu l i n g an d  E s t i m at i on  u s i ng  C o m p r es s i v e S e ns i ng .  P r oc e edi ngs  of   t he  11t h  I nt er nat i on al  C o nf er e nc e on   I nf or m at i on  P r oc e s s i ng i n S en s or  N et w or k s .  20 12:   1 - 12.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            I SSN :  1 6 9 3 - 6 930   T E L KO M NI K A     V o l.   14 ,  N o 3,   S ept em ber  2016  :   9 74     98 0   980   [6 ]   E m m a nuel  C a ndè s ,   M i c hael   W a k i n .  A n I nt r od uc t i on t o  C om pr es s i v e S a m pl i ng.   I E EE Si g n a l   P r oc e s s i ng M aga z i ne .  2008 ;  2 5( 2) :  2 1 - 30.   [7 ]   W u - S hen g Lu.   C om pr es s i v S ens i ng a nd S p ar s e S i gn al  P r oc e s s i ng .  U ni v e r s i t y  of   V i c t or i a.  C an ada.   2010.   [8 ]   J i an hua Z hou,  S i w ang Z ho u,  Q i ang F an.  M at hem a t i c s  A ppr o ac i n C o m pr e s s e d S ens i ng .   T el k om ni k a.   20 13;  11( 9) :   543 5 - 5440.   [9 ]   I d a   W , Ta ti  L , A n dr i y an B S ,  H endr aw an.  S par s i t y  P r op er t i e s  of  C om pr es s i v e V i deo  S am p l i n g   G ener at e d by  C oef f i c i ent   T hr e s hol di n g.   T e l k om ni k a .  20 14;  1 2( 4) :  8 97 - 90 4.   [ 10]   S hul i n   y an,   C hao   W u ,   W e i   D ai ,   M ous t af a   G hane m ,   Y i k G uo .   E n v i r onm ent a l   M oni t or i n g v i a   C om pr es s i v e S ens i ng.   P r oc ee di ng s  of  t he S i x t h I nt er nat i onal   W o r k s hop  on K n ow l edge D i s c ov er y  f r om   S ens or  D at a.   201 2:  61 - 68 .   [ 11]   J us t i n R o m ber g.   l1 - m agi c .   w w w . a c m . c al t ec h . ed u / l1 m ag ic .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.