本文關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同控制方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)(WSAN)是一種新興網(wǎng)絡(luò),它是在WSN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上引入了具有執(zhí)行能力的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)。在WSAN覆蓋范圍內(nèi)通過(guò)大量傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)事件,并根據(jù)設(shè)定的約束條件將信息發(fā)送至執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)。執(zhí)行節(jié)點(diǎn)對(duì)信息進(jìn)行處理,按性能指標(biāo)對(duì)任務(wù)排序,并根據(jù)順序依次執(zhí)行任務(wù)。引入執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由同構(gòu)轉(zhuǎn)為異構(gòu),網(wǎng)絡(luò)通信、路由選擇、任務(wù)執(zhí)行更加復(fù)雜。同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源有限性以及分布廣泛性,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮降低網(wǎng)絡(luò)能耗、維持通信穩(wěn)定及實(shí)時(shí)執(zhí)行任務(wù)。為了提高WSAN的性能,在節(jié)點(diǎn)間引入合理的協(xié)作機(jī)制是有效途徑之一。針對(duì)WSAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)同問(wèn)題,本文研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)傳感器-傳感器間協(xié)同問(wèn)題,考慮能量約束條件,提出了一種移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分流協(xié)同控制方法,采用分流方法有效協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)所攜帶的數(shù)據(jù),避免網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)攜帶大量數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移。對(duì)以樹(shù)形結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)行程規(guī)劃算法進(jìn)行分析,并建立網(wǎng)絡(luò)能量消耗模型�；谀Ｐ鸵阅芰肯淖钚樵瓌t,對(duì)樹(shù)枝分叉處移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)遷移過(guò)程中的數(shù)據(jù)兩種情形進(jìn)行合理分流。并給出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分流方法的流程圖。利用仿真將該方法與不分流的最小生成樹(shù)多代理行程規(guī)劃算法(MST-MIP)進(jìn)行比較,結(jié)果表明,本文提出的分流方法能夠有效節(jié)省能源。(2)針對(duì)WSAN中傳感器-執(zhí)行器間的協(xié)同問(wèn)題,提出了一種生物免疫機(jī)制啟發(fā)的S-A路由協(xié)同方法。該方法借鑒生物免疫機(jī)制,以網(wǎng)絡(luò)能耗、信息傳遞準(zhǔn)確性為約束指標(biāo),首先建立S-A路由協(xié)同問(wèn)題與生物免疫機(jī)制的類比模型。其次針對(duì)約束指標(biāo)對(duì)S-A路由進(jìn)行優(yōu)化。最后,利用仿真將該方法與傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作的分簇算法進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,本文提出的路由協(xié)同方法有效降低了網(wǎng)絡(luò)能耗,同時(shí)保證了信息傳遞的準(zhǔn)確性。(3)針對(duì)WSAN中執(zhí)行器-執(zhí)行器間協(xié)同問(wèn)題,以減少任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和均衡網(wǎng)絡(luò)能量為目標(biāo),提出了一種基于生物免疫算法的A-A任務(wù)協(xié)同分配方法。該方法給出了任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和能量均衡的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用生物免疫機(jī)理推導(dǎo)執(zhí)行器任務(wù)分配策略。根據(jù)生物免疫算法的全局收斂性,得到最佳任務(wù)分配方案,并給出了任務(wù)協(xié)同分配的執(zhí)行流程。通過(guò)仿真將本文所提出的任務(wù)協(xié)同分配方法與EBTA算法和EBDG算法進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,不但降低了網(wǎng)絡(luò)能耗,同時(shí)也均衡了節(jié)點(diǎn)能量消耗及縮短了任務(wù)執(zhí)行時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)線傳感執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 生物免疫 協(xié)同 能量均衡 任務(wù)分配
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 課題研究背景和意義8-9
• 1.2 無(wú)線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)概述9-11
• 1.2.1 無(wú)線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的組成9-10
• 1.2.2 WSAN協(xié)同控制問(wèn)題10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 S-S協(xié)同研究現(xiàn)狀分析11-14
• 1.3.2 S-A協(xié)同研究現(xiàn)狀分析14
• 1.3.3 A-A協(xié)同研究現(xiàn)狀分析14-15
• 1.4 協(xié)同控制研究面臨的挑戰(zhàn)15
• 1.5 本文的主要工作以及組織結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 無(wú)線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)傳感器-傳感器數(shù)據(jù)分流協(xié)同控制方法17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 問(wèn)題描述17-18
• 2.2.1 協(xié)同問(wèn)題描述17
• 2.2.2 WSAN中S-S設(shè)計(jì)目標(biāo)17-18
• 2.3 傳感器-傳感器協(xié)同控制數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.3.1 數(shù)據(jù)融合18
• 2.3.2 能量消耗18-19
• 2.4 S-S數(shù)據(jù)分流協(xié)同控制算法19-23
• 2.4.1 數(shù)據(jù)分流19-21
• 2.4.2 數(shù)據(jù)包大小控制21-22
• 2.4.3 S-S數(shù)據(jù)分流協(xié)同控制算法流程圖22-23
• 2.5 算法仿真分析23-25
• 2.6 本章小節(jié)25-26
• 第三章 生物免疫機(jī)制啟發(fā)的傳感器-執(zhí)行器路由協(xié)同研究26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 問(wèn)題描述26-27
• 3.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型26-27
• 3.2.2 S-A協(xié)同設(shè)計(jì)的目標(biāo)27
• 3.3 基于生物免疫協(xié)作機(jī)制的設(shè)計(jì)思路27-28
• 3.3.1 生物免疫協(xié)作機(jī)制描述27
• 3.3.2 生物免疫協(xié)作機(jī)制與S-A協(xié)同的類比關(guān)系27-28
• 3.4 基于生物免疫機(jī)制的傳感器-執(zhí)行器協(xié)同方法28-31
• 3.4.1 以節(jié)能為性能指標(biāo)的通信節(jié)點(diǎn)選擇28-29
• 3.4.2 基于抗體濃度自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制的協(xié)同節(jié)點(diǎn)數(shù)量?jī)?yōu)化29-31
• 3.4.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析31
• 3.5 仿真分析31-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第四章 基于生物免疫機(jī)制的執(zhí)行器任務(wù)協(xié)同分配方法34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 問(wèn)題描述34
• 4.2.1 A-A協(xié)同問(wèn)題描述34
• 4.2.2 A-A協(xié)同目標(biāo)34
• 4.3 生物免疫系統(tǒng)中執(zhí)行器任務(wù)分配機(jī)理分析34-35
• 4.4 基于生物免疫算法的任務(wù)協(xié)同分配算法35-40
• 4.4.1 執(zhí)行器-執(zhí)行器任務(wù)協(xié)同模型35-36
• 4.4.2 目標(biāo)函數(shù)的建立36-37
• 4.4.3 生物免疫算法選擇最佳執(zhí)行方案37-39
• 4.4.4 算法收斂性分析39-40
• 4.5 仿真分析40-42
• 4.6 本章小結(jié)42-43
• 第五章 主要結(jié)論與展望43-45
• 5.1 總結(jié)43
• 5.2 展望43-45
• 致謝45-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 附錄: 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文50

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李欣;李若瓊;董海鷹;;基于仿生群體協(xié)同的集群智能控制研究[J];電氣自動(dòng)化;2006年04期

2 倪長(zhǎng)健,丁晶,李祚泳;基于優(yōu)秀抗體的免疫算法及其收斂性問(wèn)題的研究[J];系統(tǒng)工程;2002年03期

3 周雁;王福豹;黃亮;李曉輝;;無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2012年10期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 裴文彬;無(wú)線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)能耗均衡實(shí)時(shí)路由協(xié)議研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：350949