產(chǎn)品名稱:無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)
產(chǎn)品型號(hào):
產(chǎn)品特點(diǎn):無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)在無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中,任務(wù)的執(zhí)行與資源的使用緊密在一起,執(zhí)行任務(wù)要消耗一定的計(jì)算和通信帶寬等資源,但由于網(wǎng)絡(luò)資源十分有限,往往需要盡可能高效地利用有限的資源以使任務(wù)得以順利執(zhí)行,即在能量受限、動(dòng)態(tài)多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,要求有效分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任務(wù),將特定的任務(wù)調(diào)度到Z合適的節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行,并在保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效分配。
無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)的詳細(xì)資料:
無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)
E+E傳感器節(jié)點(diǎn)互相合作共同完成任務(wù)是在資源受限的無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中獲得較高性能的有效途徑之一。在無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中,任務(wù)的執(zhí)行與資源的使用緊密在一起,執(zhí)行任務(wù)要消耗一定的計(jì)算和通信帶寬等資源,但由于網(wǎng)絡(luò)資源十分有限,往往需要盡可能高效地利用有限的資源以使任務(wù)得以順利執(zhí)行,即在能量受限、動(dòng)態(tài)多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,要求有效分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任務(wù),將特定的任務(wù)調(diào)度到zui合適的節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行,并在保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效分配,這就迫切要求在無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域開(kāi)展有關(guān)于無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度的研究。
無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)
雖然對(duì)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下任務(wù)調(diào)度算法的研究已經(jīng)非常的成熟,但在無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中的研究還有很大空間。受無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)本身所具有的動(dòng)態(tài)拓?fù)湫浴⒛芎挠邢扌?、?jié)點(diǎn)資源有限性以及數(shù)據(jù)傳感的不可靠性等特點(diǎn)影響,現(xiàn)有算法不能直接應(yīng)用于無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中,從而在無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)展任務(wù)調(diào)度問(wèn)題研究是非常迫切和關(guān)鍵的。圍繞這一中心問(wèn)題,從多方面展開(kāi)了綜合研究,并作了一些有益的嘗試,主要有以下四個(gè)方面:為了延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期,減少網(wǎng)絡(luò)能量消耗和均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,引入了動(dòng)態(tài)聯(lián)盟思想,構(gòu)造了無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)分配的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟模型,繼而提出了一種基于離散粒子群優(yōu)化的任務(wù)分配算法。該算法根據(jù)任務(wù)總完成時(shí)間、能量損耗以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況,建立代價(jià)函數(shù),結(jié)合粒子群優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化任務(wù)分配策略。引入了變異算子,在很好地保持了種群多樣性的同時(shí)提高了算法的全局搜索能力。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該分配算法在局部求解與全局探索之間取得了較好的平衡,能有效減少無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)能耗,并有效地均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的動(dòng)態(tài)拓?fù)湫蕴攸c(diǎn)要求要有一種更加優(yōu)化和高效的拓?fù)淇刂茩C(jī)制,使拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠根據(jù)節(jié)點(diǎn)的狀況自我調(diào)整和自我配置,以保證在部分E+E傳感器節(jié)點(diǎn)損壞、失效和移動(dòng)的情況下,不會(huì)影響到數(shù)據(jù)傳輸和全局任務(wù)。為此,針對(duì)傳統(tǒng)方案所獲拓?fù)涞倪B通冗余度過(guò)高或結(jié)構(gòu)健壯性較低等弊端,采納了本地生成樹(shù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)湔{(diào)整思路,對(duì)拓?fù)湫枨筮M(jìn)行了建模分析并轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)度約束zui小生成樹(shù)問(wèn)題,繼而設(shè)計(jì)了一個(gè)基于目標(biāo)共享函數(shù)的適應(yīng)度評(píng)價(jià)函數(shù),給出了求解該問(wèn)題的新型離散粒子群優(yōu)化算法,基于種群的隨機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移過(guò)程,理論分析了算法的全局收斂性,zui后構(gòu)建一種基于新型離散粒子群優(yōu)化的拓?fù)淇刂品桨?,仿真?shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所提方案所獲拓?fù)渚哂芯W(wǎng)絡(luò)整體功耗低,結(jié)構(gòu)健壯性高和節(jié)點(diǎn)間通信干擾可控的折衷特點(diǎn),并能夠有效地延長(zhǎng)無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的能耗有限性和節(jié)點(diǎn)資源有限性要求在任務(wù)調(diào)度過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換時(shí)要盡量減少E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗,而數(shù)據(jù)融合能有效減少網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量,減少能源的消耗,并盡可能地挖掘E+E傳感器節(jié)點(diǎn)的處理能力。為此,綜合運(yùn)用前向反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法,建立了一個(gè)面向無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的多源時(shí)域數(shù)據(jù)融合模型。新模型首先構(gòu)造了基于粒子群優(yōu)化的特征選擇算法用以簡(jiǎn)化大量的歷史數(shù)據(jù)源,然后提出了一種基于粒子群優(yōu)化的新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)算法,利用粒子群優(yōu)化訓(xùn)練前向反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),獲得全局優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值,zui后依賴于過(guò)濾的數(shù)據(jù),通過(guò)所提預(yù)測(cè)算法進(jìn)行數(shù)值預(yù)測(cè),達(dá)到節(jié)省能耗的目的,并克服了傳統(tǒng)時(shí)序算法所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的根據(jù)多種不同類(lèi)型數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)的缺點(diǎn)。無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的網(wǎng)絡(luò)狀況和所處的外界環(huán)境動(dòng)態(tài)多變性等特點(diǎn)要求采取自適應(yīng)機(jī)制使任務(wù)管理更加適應(yīng)于無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)應(yīng)用需求。
無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)
為此,引入多Agent系統(tǒng)理論,構(gòu)建了一種基于多Agent的無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型,并在該系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上,提出了一種基于多Agent的無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度策略。該策略有效地將多Agent技術(shù)融入到了無(wú)線E+E傳感器網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)任務(wù)調(diào)度當(dāng)中,能夠?qū)收辖Y(jié)點(diǎn)上未完成的任務(wù)及時(shí)地進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整,以達(dá)到用zui小的開(kāi)銷(xiāo)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作。
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