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

【摘要】：無線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡(WSAN)是一種新興網(wǎng)絡,它是在WSN網(wǎng)絡基礎(chǔ)上引入了具有執(zhí)行能力的執(zhí)行器節(jié)點。在WSAN覆蓋范圍內(nèi)通過大量傳感器節(jié)點實時動態(tài)地監(jiān)測事件,并根據(jù)設定的約束條件將信息發(fā)送至執(zhí)行器節(jié)點。執(zhí)行節(jié)點對信息進行處理,按性能指標對任務排序,并根據(jù)順序依次執(zhí)行任務。引入執(zhí)行器節(jié)點使得網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)由同構(gòu)轉(zhuǎn)為異構(gòu),網(wǎng)絡通信、路由選擇、任務執(zhí)行更加復雜。同時由于網(wǎng)絡節(jié)點資源有限性以及分布廣泛性,網(wǎng)絡設計時必須考慮降低網(wǎng)絡能耗、維持通信穩(wěn)定及實時執(zhí)行任務。為了提高WSAN的性能,在節(jié)點間引入合理的協(xié)作機制是有效途徑之一。針對WSAN網(wǎng)絡協(xié)同問題,本文研究內(nèi)容如下:(1)針對傳感器-傳感器間協(xié)同問題,考慮能量約束條件,提出了一種移動傳感器節(jié)點數(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)點所攜帶的數(shù)據(jù),避免網(wǎng)絡中移動節(jié)點攜帶大量數(shù)據(jù)進行遷移。對以樹形結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的移動節(jié)點行程規(guī)劃算法進行分析,并建立網(wǎng)絡能量消耗模型�；谀Ｐ鸵阅芰肯淖钚樵瓌t,對樹枝分叉處移動節(jié)點之間的數(shù)據(jù)和移動節(jié)點遷移過程中的數(shù)據(jù)兩種情形進行合理分流。并給出整個網(wǎng)絡數(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多代理行程規(guī)劃算法(MST-MIP)進行比較,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WSAN中傳感器-執(zhí)行器間的協(xié)同問題,提出了一種生物免疫機制啟發(fā)的S-A路由協(xié)同方法。該方法借鑒生物免疫機制,以網(wǎng)絡能耗、信息傳遞準確性為約束指標,首先建立S-A路由協(xié)同問題與生物免疫機制的類比模型。其次針對約束指標對S-A路由進行優(yōu)化。最后,利用仿真將該方法與傳感器節(jié)點協(xié)作的分簇算法進行對比,結(jié)果表明,本文提出的路由協(xié)同方法有效降低了網(wǎng)絡能耗,同時保證了信息傳遞的準確性。(3)針對WSAN中執(zhí)行器-執(zhí)行器間協(xié)同問題,以減少任務執(zhí)行時間和均衡網(wǎng)絡能量為目標,提出了一種基于生物免疫算法的A-A任務協(xié)同分配方法。該方法給出了任務執(zhí)行時間和能量均衡的數(shù)學模型,運用生物免疫機理推導執(zhí)行器任務分配策略。根據(jù)生物免疫算法的全局收斂性,得到最佳任務分配方案,并給出了任務協(xié)同分配的執(zhí)行流程。通過仿真將本文所提出的任務協(xié)同分配方法與EBTA算法和EBDG算法進行對比,結(jié)果表明,不但降低了網(wǎng)絡能耗,同時也均衡了節(jié)點能量消耗及縮短了任務執(zhí)行時間。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感執(zhí)行器網(wǎng)絡 生物免疫 協(xié)同 能量均衡 任務分配
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 無線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡概述9-11
• 1.2.1 無線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡的組成9-10
• 1.2.2 WSAN協(xié)同控制問題10-11
• 1.3 國內(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 無線傳感執(zhí)行網(wǎng)絡傳感器-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 問題描述17-18
• 2.2.1 協(xié)同問題描述17
• 2.2.2 WSAN中S-S設計目標17-18
• 2.3 傳感器-傳感器協(xié)同控制數(shù)學模型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 問題描述26-27
• 3.2.1 網(wǎng)絡模型26-27
• 3.2.2 S-A協(xié)同設計的目標27
• 3.3 基于生物免疫協(xié)作機制的設計思路27-28
• 3.3.1 生物免疫協(xié)作機制描述27
• 3.3.2 生物免疫協(xié)作機制與S-A協(xié)同的類比關(guān)系27-28
• 3.4 基于生物免疫機制的傳感器-執(zhí)行器協(xié)同方法28-31
• 3.4.1 以節(jié)能為性能指標的通信節(jié)點選擇28-29
• 3.4.2 基于抗體濃度自適應調(diào)節(jié)機制的協(xié)同節(jié)點數(shù)量優(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 基于生物免疫機制的執(zhí)行器任務協(xié)同分配方法34-43
• 4.1 引言34
• 4.2 問題描述34
• 4.2.1 A-A協(xié)同問題描述34
• 4.2.2 A-A協(xié)同目標34
• 4.3 生物免疫系統(tǒng)中執(zhí)行器任務分配機理分析34-35
• 4.4 基于生物免疫算法的任務協(xié)同分配算法35-40
• 4.4.1 執(zhí)行器-執(zhí)行器任務協(xié)同模型35-36
• 4.4.2 目標函數(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46-50
• 附錄: 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文50

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 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];電氣自動化;2006年04期

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

3 周雁;王福豹;黃亮;李曉輝;;無線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡綜述[J];計算機科學;2012年10期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 裴文彬;無線傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡能耗均衡實時路由協(xié)議研究[D];合肥工業(yè)大學;2013年

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

本文編號：350949