專利名稱：一種基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，特別涉及一種基于移動(dòng)代理的傳感 器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)具有計(jì)算能力低、存儲(chǔ)容量小、通信速度慢等特 點(diǎn)，這使得傳感器網(wǎng)絡(luò)自身無(wú)法對(duì)短時(shí)間內(nèi)獲得的大量傳感數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜和及 時(shí)的處理，因此需要采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)來(lái)減少要傳送的數(shù)據(jù)量以及通信的消耗。
傳統(tǒng)的基于c/s模型的數(shù)據(jù)融合技術(shù)還存在著能量消耗過(guò)多、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)過(guò)
長(zhǎng)、節(jié)點(diǎn)能量消耗不平衡等問(wèn)題，而基于移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)融合技術(shù)能夠在遷移
的過(guò)程中漸進(jìn)地進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，這在一定程度上解決了傳統(tǒng)c/s模型所帶來(lái)的
問(wèn)題，可以有效地減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、帶寬及時(shí)延。在基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)融合技術(shù)中，還存在著數(shù)據(jù)融合函數(shù)的效率不高，節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)不合理等問(wèn)題， 移動(dòng)代理的遷移涉及到多跳訪問(wèn)大量節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題，而節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)順序也是該技 術(shù)一個(gè)重要問(wèn)題，它對(duì)數(shù)據(jù)融合的質(zhì)量和能量的消耗有著重要的作用，影響著 傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能，隨機(jī)的選擇路由將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的惡化。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種移動(dòng)代理按照梯度方向去訪問(wèn) 傳感節(jié)點(diǎn)，使節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)變得有序的基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括如下技術(shù)特征 一種基于移動(dòng)代理的 傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括依次連接的
用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的鄰居信息表的信息構(gòu)建裝置；
用于對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行梯度場(chǎng)的劃分，按照傳感器節(jié)點(diǎn)的物理位置構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)的梯度劃分裝置；
用于根據(jù)數(shù)據(jù)融合的能耗模型來(lái)決定移動(dòng)代理分發(fā)的個(gè)數(shù)與遷移節(jié)點(diǎn)的個(gè) 數(shù)與順序，得出最合理能耗路徑的路徑計(jì)算裝置。
更進(jìn)一步的，所述信息構(gòu)建裝置包括依次連接的
處理節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求信息發(fā)生器，用于從處理節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求信息，派發(fā)移動(dòng)代理 進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)；
移動(dòng)代理信息返回器，用于使移動(dòng)代理在移動(dòng)過(guò)程中向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息 詢問(wèn)包，節(jié)點(diǎn)收到信息詢問(wèn)包后則返回一個(gè)信息包，
鄰居信息構(gòu)建器，用于根據(jù)返回信息包的時(shí)間先后順序構(gòu)造一個(gè)鄰居信息表。
更進(jìn)一步的，所述路徑計(jì)算裝置包括一個(gè)比較出數(shù)據(jù)融合的能耗模型計(jì)算 結(jié)果最小值的數(shù)據(jù)比較器。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，設(shè)計(jì)了一種具有梯度場(chǎng)的一種基于移動(dòng)代理 的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，首先構(gòu)建節(jié)點(diǎn)的鄰居信息表，然后對(duì)傳感節(jié)點(diǎn) 進(jìn)行梯度場(chǎng)的劃分，按照節(jié)點(diǎn)的物理位置構(gòu)造一個(gè)節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)，讓移動(dòng)代理 按照梯度方向去訪問(wèn)傳感節(jié)點(diǎn)，使節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)變得有序。

附圖1是本實(shí)用新型的連接模塊圖； 附圖2是鄰居節(jié)點(diǎn)信息表的構(gòu)建圖； 附圖3是節(jié)點(diǎn)梯度場(chǎng)的建立圖。
具體實(shí)施方式

如圖l、圖2、圖3所示， 一種基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)里面 設(shè)有處理節(jié)點(diǎn)、若干個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和末節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)代理按照梯度方向，從處理節(jié)點(diǎn)出發(fā)最終到達(dá)末節(jié)點(diǎn)。
本實(shí)用新型創(chuàng)新點(diǎn)在于設(shè)有依次連接的用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的鄰居信息表的信息構(gòu)建裝置l;用于對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行梯度場(chǎng)的劃分，按照傳感器節(jié)點(diǎn)的物理位置構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)的梯度劃分裝置2;用于根據(jù)數(shù)據(jù)融合的能耗模型來(lái)決定移動(dòng)代理分發(fā)的個(gè)數(shù)與遷移節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)與順序，得出最合理能耗路徑的路徑計(jì)算裝置3。
所述信息構(gòu)建裝置l包括依次連接的處理節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求信息發(fā)生器，用于從處理節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求信息，派發(fā)移動(dòng)代理進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)；移動(dòng)代理信息返回器，用于使移動(dòng)代理在移動(dòng)過(guò)程中向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息詢問(wèn)包，節(jié)點(diǎn)收到信息詢問(wèn)包后則返回一個(gè)信息包；鄰居信息構(gòu)建器，用于根據(jù)返回信息包的時(shí)間先后順序構(gòu)造一個(gè)鄰居信息表。
所述路徑計(jì)算裝置3包括一個(gè)比較出數(shù)據(jù)融合的能耗模型計(jì)算結(jié)果最小值的數(shù)據(jù)比較器。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型包括如下歩驟步驟一，移動(dòng)代理在遷移的過(guò)程中由處理節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求信息，派發(fā)移動(dòng)代理進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，移動(dòng)代理在移動(dòng)過(guò)程中向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息詢問(wèn)包，周圍的節(jié)點(diǎn)收到信息詢問(wèn)包后則返回一個(gè)信息包，處理節(jié)點(diǎn)根據(jù)返回信息包的時(shí)間先后順序構(gòu)造一個(gè)鄰居信息表。
步驟二，在建立好節(jié)點(diǎn)的鄰居信息表后，根據(jù)鄰居順序信息表的結(jié)果來(lái)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)，這里所要建立的級(jí)別梯度場(chǎng)是指一個(gè)以處理節(jié)點(diǎn)為中心，利用節(jié)點(diǎn)鄰居信息表構(gòu)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)。梯度場(chǎng)的作用是使網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)明確數(shù)據(jù)傳播的方向，并且可以知道各節(jié)點(diǎn)到達(dá)處理節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)遷徙的方向。節(jié)點(diǎn)梯度場(chǎng)由處理節(jié)點(diǎn)開始，其中處理節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)等級(jí)為0，距離處理節(jié)點(diǎn)越遠(yuǎn)，節(jié)點(diǎn)的梯度等級(jí)就越高。我們?cè)O(shè)初始狀態(tài)處理節(jié)點(diǎn)的級(jí)別L = 0，其它傳感節(jié)點(diǎn)的梯度級(jí)別為L(zhǎng)= ^ ，依據(jù)各節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)的基本信息，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臅r(shí)期，處理節(jié)點(diǎn)向周圍廣播含有梯度級(jí)別信息L的探測(cè)包，傳感節(jié)點(diǎn)j收到來(lái)自節(jié)點(diǎn)i的探測(cè)包，如果Lj〉Li+l，則令Lj-Li+l，之后節(jié)點(diǎn)j則為節(jié)點(diǎn)i的上一級(jí)節(jié)點(diǎn)。如果Lj《i+l或者Lj^Li+l，，則將該探測(cè)包丟棄。
步驟三，通過(guò)數(shù)據(jù)融合的能耗模型來(lái)決定移動(dòng)代理分發(fā)的個(gè)數(shù)與遷移節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)與順序，最后得出最合理能耗路徑。
無(wú)線通信設(shè)備的發(fā)送和接收電路消耗能量&& =50 J/to ，發(fā)送放大器完成一個(gè)A/W。消耗能量e鵬rl00^7/W〃M2 。
假設(shè)一個(gè)由于信道發(fā)射導(dǎo)致的能耗,。因此，在無(wú)線通信模型中，傳輸距離為d發(fā)送一個(gè)k bit大小的信號(hào)，無(wú)線通信設(shè)備消耗傳送耗能&(&,力=^-*(*) + &,(^^)五71 (W) = 4 " + f。叫x " "2接收耗能=
其中，^i表示傳送的耗能，&-，表示信道傳送的耗能，= = l = 50n/ / M —
我們?cè)O(shè)移動(dòng)代理本身代碼的長(zhǎng)度為Mbit,攜帶的數(shù)據(jù)量為Dbit，移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)量為(M+D) bit。
在基于數(shù)據(jù)融合的移動(dòng)代理路由算法中，在規(guī)劃完移動(dòng)代理訪問(wèn)的路由路徑后，對(duì)于某個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)N來(lái)說(shuō)，其耗能主要由3部分組成(l)發(fā)送移動(dòng)代理的耗能；(2)接收移動(dòng)代理的耗能；(3)移動(dòng)代理進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的耗能，設(shè)移動(dòng)代理在每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合能量的損耗是&F 。由于數(shù)據(jù)融合所占的能耗比起發(fā)送跟接收的能耗要小得多，所以在此我們忽略數(shù)據(jù)融合的能耗。
=五7Y +五収+五DF
=2 x ￡e,cc x (M + Z)) + ￡， x (M + D) "2 +五訓(xùn).總的能量損耗模型如下(f是一個(gè)系數(shù)，^是路線i節(jié)點(diǎn)j的能量等級(jí))
尸I (=1
我們算法的設(shè)計(jì)目的是使F(x)的值減到最小。F(x)的計(jì)算根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c節(jié)點(diǎn)梯度場(chǎng)所建立的移動(dòng)代理路由表，以F(x)的最小值作為移動(dòng)代理遷移的路線選擇。
權(quán)利要求1、一種基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的鄰居信息表的信息構(gòu)建裝置；用于對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行梯度場(chǎng)的劃分，按照傳感器節(jié)點(diǎn)的物理位置構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)的梯度劃分裝置；用于根據(jù)數(shù)據(jù)融合的能耗模型來(lái)決定移動(dòng)代理分發(fā)的個(gè)數(shù)與遷移節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)與順序，得出最合理能耗路徑的路徑計(jì)算裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于， 所述信息構(gòu)建裝置包括依次連接的處理節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求信息發(fā)生器，用于從處理節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求信息，派發(fā)移動(dòng)代 理進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)；移動(dòng)代理信息返回器，用于使移動(dòng)代理在移動(dòng)過(guò)程中向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信 息詢問(wèn)包，節(jié)點(diǎn)收到信息詢問(wèn)包后則返回一個(gè)信息包，鄰居信息構(gòu)建器，用于根據(jù)返回信息包的時(shí)間先后順序構(gòu)造一個(gè)鄰居信 息表。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2任一項(xiàng)所述的基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 其特征在于，所述路徑計(jì)算裝置包括一個(gè)比較出數(shù)據(jù)融合的能耗模型計(jì)算結(jié) 果最小值的數(shù)據(jù)比較器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于移動(dòng)代理的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括依次連接的用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的鄰居信息表的信息構(gòu)建裝置；用于對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行梯度場(chǎng)的劃分，按照傳感器節(jié)點(diǎn)的物理位置構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的梯度場(chǎng)的梯度劃分裝置；用于根據(jù)數(shù)據(jù)融合的能耗模型來(lái)決定移動(dòng)代理分發(fā)的個(gè)數(shù)與遷移節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)與順序，得出最合理能耗路徑的路徑計(jì)算裝置。本實(shí)用新型能讓移動(dòng)代理按照梯度方向去訪問(wèn)傳感節(jié)點(diǎn)，使節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)變得有序。
文檔編號(hào)H04W40/24GK201426182SQ20092005709
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者伍宇志, 程良倫, 衷柳生 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)