基于動態(tài)聯(lián)盟的WSN任務(wù)分配與切換研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)中,由于傳感器節(jié)點的能量、處理能力、通信帶寬等資源嚴(yán)格受限,單個節(jié)點往往無法獨立完成系統(tǒng)任務(wù),需要多個節(jié)點協(xié)同工作,任務(wù)分配成為其關(guān)鍵性問題。WSN任務(wù)分配負(fù)責(zé)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的有限資源來優(yōu)化分配系統(tǒng)任務(wù),合理調(diào)度節(jié)點資源,對網(wǎng)絡(luò)生存時間和其它性能指標(biāo)以及系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量等具有決定性作用。因此,對任務(wù)分配機(jī)制的研究也成為當(dāng)前WSN研究的熱點之一。
　　本文從兩方面對W

2、SN任務(wù)分配機(jī)制進(jìn)行了研究:
　　一方面,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤過程中的協(xié)同任務(wù)分配機(jī)制進(jìn)行了研究,針對一般任務(wù)分配算法中優(yōu)化目標(biāo)單一的缺陷,提出基于多目標(biāo)優(yōu)化的任務(wù)分配算法。首先,建立了基于動態(tài)聯(lián)盟的具有跟蹤精度、系統(tǒng)能耗、負(fù)載均衡等多個目標(biāo)參數(shù)的優(yōu)化模型;其次,采用多目標(biāo)進(jìn)化算法NSGA-II對模型進(jìn)行求解;最后,提出一種基于折中度的決策精選策略,從最優(yōu)解集中決策出最終的任務(wù)分配方案。通過實驗仿真,證明算法可以對多個目標(biāo)并列

3、優(yōu)化,能較快收斂到全局較優(yōu)解,系統(tǒng)整體性能與一般任務(wù)分配算法相比,具有更佳的優(yōu)化效果,驗證了模型和算法的有效性。
　　另一方面,針對傳統(tǒng)動態(tài)聯(lián)盟離散生成方式所導(dǎo)致的能耗較大且歷史信息易失等不足,提出了一種動態(tài)聯(lián)盟的平滑切換方法。通過目標(biāo)位置預(yù)估、切換觸發(fā)檢查、新盟主選擇、新舊盟主交接以及盟員變動等一系列過程實現(xiàn)聯(lián)盟的平滑切換;并在目標(biāo)丟失后,進(jìn)行聯(lián)盟修復(fù)。聯(lián)盟的平滑切換將避免聯(lián)盟因目標(biāo)移動而反復(fù)生成和解散,并保持和利用聯(lián)盟收集的歷