无线传感器网络中任务调度算法的研究

近几年,无线传感器网络能够实时监测和传输环境数据信息变得日益重要,尤其在民用和军事领域得到很广泛的应用.无线传感器网络具有传统网络无可比拟的优势,每个传感器节点用来感知周围环境事件和采集数据,并将采集的数据通过一跳或者多跳路由传给簇头节点或者接收器节点,然后发送到基站或数据中心进行处理.假定每个节点对信息的处理看作是一个任务,考虑节点能量限制,节点采用唤醒/休眠机制,在唤醒期间确保节点任务完成,簇头节点能够调度处理多个传感器节点的任务.文中解决的问题:在满足多个传感器节点任务处理的截止期失效前,簇头节点如何合理的调度任务,提出了改进的 RM(rate-monotonic) 调度算法和动态的抢占式最早截止期优先任务调度算法 (Preemptive Earliest Deadline First Algorithm,PEDFA).通过具体任务实例说明算法的实现过程,结果表明该算法运行简单,能够很好减少节点任务的延迟时间,实现节点任务的合理调度.     

无线传感器网络节点调度技术研究

探讨了无线传感器网络的节点硬件体系结构和网络体系结构;论证了无线传感器网络节点调度的必要性和价值;从网络覆盖度及连通性等角度分析了若干较有代表性的节点调度算法.     

无线传感器网络实时任务内电压的调度算法

针对无线传感器网络多节点协同式并行处理应用的节能设计环节,提出了一种低功耗的实时动态电压调节算法.该算法利用所建立的节点单任务处理模型来反映相关通信事件对任务处理的影响,引入任务内的电压优化调度策略,获得了模型中基本块理想的处理频率(或电压).然后通过创建频率拆分法有效地消除了任务完成期与截止期之间的空闲时隙.文中给出了该算法的实现方法,并通过仿真研究证明了该算法能有效地降低节点能耗.     

基于BQPSO的无线传感器网络节点调度算法

在多目标跟踪中,要求无线传感器网络在满足跟踪精度的前提下,最大限度地降低对传感器资源的使用。基于这一目的,适当选择节点避免共线度过高,并采用APIT实现精确定位,同时考虑跟踪簇总能耗设计节点调度目标函数,采用二进制量子粒子群优化算法解决传感器资源冲突问题。仿真结果表明:虽然基于BQPSO的节点调度算法比基于PSO的节点调度算法在能耗上增加了17.47%,但定位精度可以提高31.84%。算法在提高定位精度的同时最大限度地降低了对资源的使用,有效延长了无线传感器网络的工作寿命。     

无线传感器网络公平性算法的分析

为了保证无线传感器网络具有较好的公平性,同时拥有较高的吞吐量,提出了一种基于公平性的多数据包发送调度算法.在该算法中,数据包是按照信源识别的方式来存放的.距离网关一跳范围外的节点,采用改进的最大最小公平性调度算法;距离网关一跳范围以内的节点,每次成功竞争信道后,若节点内各个堆栈都有数据包,则节点一次发送多个数据包,每个堆栈都发送一个.否则,节点等待空闲一段时间.通过对比仿真实验,网络具有较好的公平性以及较高的吞吐量.     

无线传感器网络数据融合低能耗睡眠调度算法

数据融合是解决无线传感器网络能量受限问题的关键技术之一。对节点状态的合理调度能够对数据融合过程的网络能耗进行优化。文中从传感器节点能量消耗模型着手,提出了一种适用于周期性数据融合的低能耗睡眠调度算法。该算法在分析影响网络能耗根本因素的基础上,采用时分复用方法,通过减少数据传输次数、降低网络融合时延,实现低能耗的数据融合。实验与仿真结果表明,该算法能够在各种融合树结构下有效降低网络能耗。     

多输入多输出的异构无线传感器网络时分多址调度算法

针对基于多输入多输出技术的无线传感器网络中节点接入信道过程复杂、容易产生碰撞等问题,提出了采用异构无线传感器网络模型和基于该网络模型的集中式时分多址调度算法．网络模型中的节点分为普通节点和带有多天线的特殊节点,节点被分为多个簇,特殊节点担当簇头角色,且在特殊节点间建立树形路由．该网络模型有效解决了分配时隙时节点的传输方向性问题．基于该模型的时分多址算法首先根据特殊节点的冲突节点度大小为节点染色,然后根据节点的数据包数与距基站跳数的乘积确定节点分配时隙的先后次序．实验结果表明,该算法可以有效避免冲突,提高时隙利用率,具有时延小、吞吐量大、适用于基于多输入多输出技术的无线传感器网络等优点．     

基于能量预测的无线传感器网络节点覆盖调度算法

针对无线传感器网络中存在的热区问题,采用非均匀部署方案,并在此基础上提出基于能量预测的无线传感嚣网络节点覆盖调度算法.并对算法进行了仿真实验和性能分析.结果表明该算法可以延长的网络生命周期并在较长的时间里保持较高的网络覆盖率,能够达到网络内大多数节点能耗均衡的设计目标.     

无线传感器网络可分负载调度算法

为了节省传感器节点能量,提高网络资源利用率,提出了一种无线传感器网络可分负载调度(DLSW)算法.DLSW算法以LEACH协议为基础,分群内和群间两阶段进行任务调度.在群内调度阶段,群内节点共享同一信道,相继向群首发送数据;在群间调度阶段,群首节点和SINK节点之间独立的信道使得群首将群内节点报告的数据融合后,并行向SINK节点传送结果,同时完成数据发送.DLSW算法通过去除节点间的通信干扰使得总任务完成时间减少、资源利用率提高.实验结果表明,在大规模的网络环境下,DLSW算法可以使总任务完成时间减少20％,网络能耗减少10％.     

无线传感器网络动态调度分簇算法

提出了一种基于K均值的无线传感器网络动态调度分簇算法(DSCA),不但考虑了能量感知这一重要问题,还针对无线传感网络的稳定性和可靠性,提出了节点的同步失效概念,通过采用K均值得到更加平衡的分簇,使得能量消耗更加平衡.该算法发展了一种基于信号接收强度指标(RSSI)而无需知道节点坐标的簇质心求解方法,提出了基于局部信息集中的动态多簇头选举机制和动态时分复用(TDMA)通信轮数分配机制,这些机制使无线传感网络的能量消耗达到了高度均衡,保证了节点的同步失效,提高了传感网络的稳定性和可靠性.仿真结果表明,算法可以减少约70%的簇重构次数.     

无线传感器网络节点活动时间协调优化策略

在分析无线传感器能量有效性和状态周期时间策略的基础上,通过建立合理的基于单个节点的周期状态工作模型的功耗和时间分布策略,以及着眼于网络完整性的节点间时间协调工作分配的理论模型,来探讨在网络中进行节点内的时间分配以及节点间的时间水平和功率分配的最佳组合边界,得出了有益的结论.     

任务类型感知的无线传感器网络数据融合调度算法

针对数据融合调度能量与时延优化问题,提出一种任务类型感知的无线传感网数据融合调度算法。通过传感器节点多功率、多信道的方式,利用最大独立集思想,构建基于数据融合主干树的网络拓扑结构,从而根据调度优先级,通过近似贪婪算法实现簇内数据融合调度,同时结合稀疏系数感知任务类型,减少传输数据量,进而利用簇头节点在网络中的等级,实现簇间数据融合调度。结果表明,所提算法在减少簇头节点数据传输量,降低节点能耗的同时,缩短了数据融合时延,提高了网络寿命。     

无线多媒体传感器网络中一种自适应的休眠调度策略

节点休眠调度机制可以让满足冗余条件的节点轮流进入低功耗的休眠状态,以达到延长网络生存时间的目的。无线多媒体传感器网络中邻近节点间存在的重叠区域,因此提出了一种基于FoV重叠区域的冗余判别模型。利用该冗余模型对节点进行休眠调度。为避免"盲点"区域的产生,在节点进入休眠状态前加入一个预休眠状态,并考虑了状态切换代价对节点进行休眠调度。仿真实验结果表明,该方法能有效降低网络能耗,延长网络的生命周期。     

一种自适应的无线传感器网络时间同步技术

简要分析了无线传感器网络中时间同步技术的作用,提出一种自适应的无线传感器网络时间同步技术,该技术通过传感器节点之间时间基准的相互交换和相互控制,实现整个网络节点的同步。这种同步方式避免了由某个传感器节点提供时间基准所造成的瓶颈效应,提高了网络运行的可靠性。     

基于分布式的无线传感器节点定位算法研究

本文分析了无线传感器网络的特点和目前己有的各类定位算法的基本思想及性能,并对现有的几种无线传感器网络分布式节点定位算法进行了深入的研究,从而确定了有效的定位算法对每个节点的位置具有重要的理论意义与实用价值。     

一种用于无线传感网中的能量自适应分布式分簇算法

通过综合考虑节点分布和剩余能量水平,并对簇的形成过程进行优化,引入机制保证簇的能量消耗均衡,以改进网络生存时间和覆盖率. 所提出的分布式分簇算法经过仿真结果表明,新算法相对于现有的多种算法在能量均衡性和网络生存时间上有较大改进,半数节点生存时间延长一倍以上,而负载均衡性仍保持在相同水平上.