時延受限下WSAN移動路徑規(guī)劃和分布式數(shù)據(jù)分發(fā).pdf

1、如何均衡網(wǎng)絡(luò)的能量與數(shù)據(jù)傳輸時延，是移動無線傳感執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor and Actuator Network，WSAN)中數(shù)據(jù)收集亟待解決的關(guān)鍵問題。本文以移動執(zhí)行器的路徑規(guī)劃和節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分發(fā)為切入點(diǎn)，以滿足網(wǎng)絡(luò)時延約束和能量高效為目標(biāo)，研究移動執(zhí)行器在可控和不可控環(huán)境下的實(shí)時數(shù)據(jù)收集問題。
　　 本文針對移動執(zhí)行器為可控對象的這類路徑規(guī)劃問題，提出一種入度優(yōu)先的動態(tài)路徑規(guī)劃算法，在滿足時延約束的條件下優(yōu)

2、化能量的利用。首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能量和位置構(gòu)建以能量消耗為權(quán)值的最短路徑樹，以網(wǎng)絡(luò)的最大允許時延為約束條件，節(jié)點(diǎn)的入度為啟發(fā)式搜索規(guī)則，確定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的匯合點(diǎn);通過對最短路徑樹的周期性調(diào)整，動態(tài)地更新匯合點(diǎn)，使匯合點(diǎn)的能量消耗均衡到各節(jié)點(diǎn);通過求解訪問各匯合點(diǎn)的旅行商問題確定執(zhí)行器的移動路徑;并根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能量損耗特性，將WSAN網(wǎng)絡(luò)劃分為負(fù)載均衡的子區(qū)域，實(shí)現(xiàn)多執(zhí)行器的任務(wù)分配。為解決執(zhí)行器為不可控移動對象時的數(shù)據(jù)分發(fā)傳播通信開銷較大問題，提出

3、一種時延敏感的分布式多執(zhí)行器數(shù)據(jù)分發(fā)策略。建立以節(jié)點(diǎn)的地理位置和傳輸半徑為參數(shù)的虛擬網(wǎng)格，同一網(wǎng)格內(nèi)選擇離網(wǎng)格中心較近且剩余能量最大的節(jié)點(diǎn)為頭節(jié)點(diǎn);設(shè)計(jì)頭節(jié)點(diǎn)的分發(fā)樹管理規(guī)則，通過頭節(jié)點(diǎn)的分發(fā)表和組員表管理移動執(zhí)行器的加入和退出;聯(lián)合節(jié)點(diǎn)的通信負(fù)載和物理位置，設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)判據(jù)，構(gòu)建時延敏感的貪婪數(shù)據(jù)分發(fā)樹，有效減少通信開銷的同時，保證網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性。利用OMNET++和MIXIM仿真平臺對移動執(zhí)行器數(shù)據(jù)采集中的匯合點(diǎn)分布、網(wǎng)絡(luò)能量消耗、