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文檔簡介
1、傳感器網(wǎng)格是近年來新興的研究領域,它是由無線傳感器網(wǎng)絡和網(wǎng)格集成在一起構(gòu)成的分布式系統(tǒng),實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡和網(wǎng)格優(yōu)勢互補。無線傳感器網(wǎng)絡可以利用網(wǎng)格強大的計算能力、通信帶寬和存儲空間,對傳感數(shù)據(jù)進行高層次融合,得到價值更高的數(shù)據(jù);同時,網(wǎng)格也可以通過無線傳感器網(wǎng)絡訪問真實的物理信息。無線傳感器網(wǎng)絡和網(wǎng)格差異很大,兩者結(jié)合也引起了新的問題,尤其是增加了數(shù)據(jù)融合和系統(tǒng)容錯的難度,因此,研究傳感器網(wǎng)格面臨著很多困難和挑戰(zhàn)。
數(shù)
2、據(jù)融合的過程是以最小的資源消耗得到價值最高的融合結(jié)果,不僅要保證用戶的需求,而且要減少資源消耗。在數(shù)據(jù)融合過程中,如何選擇最優(yōu)的融合路由是一個關鍵和困難的問題,在傳感器網(wǎng)格中也是如此?,F(xiàn)有的數(shù)據(jù)融合算法要么只為達到能量消耗最少,要么只為實現(xiàn)任務執(zhí)行時間最小,同時考察時間和能量的算法研究很少。網(wǎng)格是一個動態(tài)的、不穩(wěn)定的環(huán)境,各種錯誤都有可能發(fā)生,本文結(jié)合容錯機制,綜合多方面的因素尋找合適的融合路由,提出一種基于網(wǎng)格和自適應遺傳算法的數(shù)據(jù)融
3、合算法。
本文的主要研究工作及創(chuàng)新性體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)分析傳感器網(wǎng)格中數(shù)據(jù)融合的特點以及容錯的必要性,根據(jù)傳感器網(wǎng)格的特點建立一個容錯框架,該容錯框架的特點是:一方面對任務執(zhí)行過程中遇到的錯誤進行有效處理;另一方面對傳感器節(jié)點感知的數(shù)據(jù)進行充分融合,為用戶決策提供有力支持。
(2)針對無線傳感器網(wǎng)絡的能量有限性問題,提出一種基于網(wǎng)格和自適應遺傳算法的數(shù)據(jù)融合方法。此算法首先在無線傳感器
4、網(wǎng)絡中運行自適應遺傳算法,找到最優(yōu)網(wǎng)關節(jié)點,然后移動代理以最小通信代價訪問網(wǎng)關節(jié)點并融合數(shù)據(jù),算法的目標是以最小的能量消耗得到最優(yōu)的融合結(jié)果,延長網(wǎng)絡的生命時間。
(3)任務執(zhí)行過程中,難免會出現(xiàn)各種各樣的錯誤,為了有效處理這些錯誤,提高系統(tǒng)的服務質(zhì)量,本文提出一種自適應容錯算法。此算法是出錯重試和替代資源兩種容錯機制的結(jié)合,能夠根據(jù)系統(tǒng)的出錯情況自適應的選擇合適的處理方法,保證任務的順利執(zhí)行。
(4)選擇N
5、S2作為仿真平臺,對本文提出的算法進行仿真實驗。把本文提出的基于網(wǎng)格和自適應遺傳算法的數(shù)據(jù)融合方法與現(xiàn)有的融合算法進行對比仿真,仿真結(jié)果表明本文提出的算法具有較好的表現(xiàn)。另外,把自適應容錯算法與四種經(jīng)典的容錯機制進行對比實驗,實驗結(jié)果顯示自適應容錯算法在平均執(zhí)行時間和能量消耗兩方面具有較優(yōu)的性能。
本論文得到了國家自然科學基金(批準號:60970064),國家軟件開發(fā)環(huán)境重點實驗室開放基金課題(批準號:SKLSDE-201
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