无线传感器/执行器网络协作机制研究
发布时间：2021-11-15 02:01
近年来,随着无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）在理论和应用方面的发展,异构WSN中的节点协作问题已经成为了 WSN网络中的研究热点之一。有很多应用场景要求WSN不仅具有事件监测能力,还要能够具有执行任务、事件处理等控制功能。为了适应这一需求,一种由大量传感器节点（Sensor）和相对少量执行器节点（Actor）组成的新型混杂式WSN网络结构随之出现,这种WSN网络被称为无线传感器/执行器网络（Wireless Sensor and Actor Network,WSAN）。WSAN是一种能够实现信息获取和事件处理的WSN应用。在WSAN中,Sensor节点和Actor节点通过大量的协作,共同完成对环境的监测和对事件的处理。与传统的WSN相比,WSAN中产生了两种新的协作方式:Sensor-Actor协作（SA）和Actor-Actor协作（AA）。如何通过网络中的SA协作以及AA协作共同完成对环境事件的处理,同时要保证网络的实时性以及能耗均衡,是WSAN研究面临的一大挑战。对于WSAN这种新型的WSN应用来说,传统的WSN相关协议和算法无法完全满足W...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
WSAN网络示例
平面??面主要负责监测和控制Ｓｅｉｉｏｓｒ节点和Ａｃｔｏｒ节点以便使它们能够面由能量管理平面、移动管理平面和容错管理平面三部分构成。??理平面：负责管理节点如何使用能量。比如当节点能量过低时该平作平面来限制节点参与监测、转发以及动作等行动。??理平面：负责侦测和记录网络中节点的移动从而保证ＷＳＡＮ网络理平面：负责侦测与解决因节点故障而造成的网络故障。例如当监围或动作节点的准确性降低时，容错管理平面就向协作平面来报告面??面用来决策网络中节点的行为，而通信平面和管理平面则为协作平当事件被Ｓｅｎｓｏｒ节点监测到以后，Ｓｅｎｏｓｒ节点通过通信平面将数据
？?ＳＡ协作。这是全自动架构的ＷＳＡＮ所拥有的一个协作特点。在ＳＡ协作中，Ｓｅｕｓｏｒ??节点需要选择一个（图１．４（ａ））或多个Ａｃｔｏｒ节点（图１．４（ｂ））来传送数据。对于选??择单Ａｃｔｏｒ节点的情况来说，Ｓｅｎｓｏｒ之间通过协作选择离发生事件最近的Ａｃｔｏｒ??节点进行事件报告，在这种情况下，Ａｃｔｏｒ节点一般不需要更多的协作。而对于选??择多Ａｃｔｏｒ报告的情况，则每个Ｓｅｎｓｏｒ独立的选择Ａｃｔｏｒ节点，Ｓｅｎｓｏｒ之间基本??没有协作而把协作工作交给了?Ａｃｔｏｒ节点。无论釆用哪种方式，在典型的ＷＳＡＮ??应用中Ａｃｔｏｒ节点必须在一个限定的事件处理时间内完成动作，因此许多应用中??ＳＡ协作应该能够实时报告事件［１８］。??？?ＡＡ协作。对于全自动架构的ＷＳＡＮ来说Ａｃｔｏｒ节点之间需要进行ＡＡ协作来??完成相应的任务。而ＡＡ协作的主要挑战在于是否要求全部的Ａｃｔｏｒ节点来进行??协作。在集中式的控制决策中（图１．５⑷），由一个处于领导地位的Ａｃｔｏｒ节点与剩??余的Ａｃｔｏｒ节点进行协作，最后由该Ａｃｔｏｒ节点做出决策。集中式决策的优点在??于决策中心可以选择最适当的Ａｃｔｏｒ节点来完成任务，但是这个优点是以增加了??端到端的时延为代价。而对于分布式的决策方案（图１．５（ｂ））来说，由于Ａｃｔｏｒ节??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Coverage and connectivity-aware clustering within k hops in wireless sensor and actuator networks[J]. TUAN Chiu-Ching,WU Yi-Chao. Science China（Information Sciences）. 2014(06)
[2]一种新型的WSAN两层协作路由协议[J]. 王浩云,王兆敏,任守纲,方贺贺,徐焕良. 计算机科学. 2013(12)
[3]无线传感器/执行器网络的连通性与覆盖问题的研究进展[J]. 詹婧,刘新华,魏然. 信息系统工程. 2012(12)
[4]无线传感器/执行器网络SA协作分簇算法[J]. 易军,李太福,石为人. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(12)
[5]基于重叠区域的无线传感反应网络连接性恢复机制[J]. 赵新元,王能. 计算机应用. 2011(10)
[6]无线传感器/执行器网络任务动态调度策略[J]. 易军,石为人,唐云建,许磊. 电子学报. 2010(06)
[7]面向节点失效问题的无线传感器网络拓扑自愈算法[J]. 刘林峰,吴家皋,邹志强,陈行,钮麟. 东南大学学报(自然科学版). 2009(04)
[8]多机器人任务分配的研究与进展[J]. 张嵛,刘淑华. 智能系统学报. 2008(02)
硕士论文
[1]无线传感器/执行器网络实时覆盖与连通性研究[D]. 蒋立.武汉理工大学 2013
本文编号：3495803
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
WSAN网络示例
平面??面主要负责监测和控制Ｓｅｉｉｏｓｒ节点和Ａｃｔｏｒ节点以便使它们能够面由能量管理平面、移动管理平面和容错管理平面三部分构成。??理平面：负责管理节点如何使用能量。比如当节点能量过低时该平作平面来限制节点参与监测、转发以及动作等行动。??理平面：负责侦测和记录网络中节点的移动从而保证ＷＳＡＮ网络理平面：负责侦测与解决因节点故障而造成的网络故障。例如当监围或动作节点的准确性降低时，容错管理平面就向协作平面来报告面??面用来决策网络中节点的行为，而通信平面和管理平面则为协作平当事件被Ｓｅｎｓｏｒ节点监测到以后，Ｓｅｎｏｓｒ节点通过通信平面将数据
？?ＳＡ协作。这是全自动架构的ＷＳＡＮ所拥有的一个协作特点。在ＳＡ协作中，Ｓｅｕｓｏｒ??节点需要选择一个（图１．４（ａ））或多个Ａｃｔｏｒ节点（图１．４（ｂ））来传送数据。对于选??择单Ａｃｔｏｒ节点的情况来说，Ｓｅｎｓｏｒ之间通过协作选择离发生事件最近的Ａｃｔｏｒ??节点进行事件报告，在这种情况下，Ａｃｔｏｒ节点一般不需要更多的协作。而对于选??择多Ａｃｔｏｒ报告的情况，则每个Ｓｅｎｓｏｒ独立的选择Ａｃｔｏｒ节点，Ｓｅｎｓｏｒ之间基本??没有协作而把协作工作交给了?Ａｃｔｏｒ节点。无论釆用哪种方式，在典型的ＷＳＡＮ??应用中Ａｃｔｏｒ节点必须在一个限定的事件处理时间内完成动作，因此许多应用中??ＳＡ协作应该能够实时报告事件［１８］。??？?ＡＡ协作。对于全自动架构的ＷＳＡＮ来说Ａｃｔｏｒ节点之间需要进行ＡＡ协作来??完成相应的任务。而ＡＡ协作的主要挑战在于是否要求全部的Ａｃｔｏｒ节点来进行??协作。在集中式的控制决策中（图１．５⑷），由一个处于领导地位的Ａｃｔｏｒ节点与剩??余的Ａｃｔｏｒ节点进行协作，最后由该Ａｃｔｏｒ节点做出决策。集中式决策的优点在??于决策中心可以选择最适当的Ａｃｔｏｒ节点来完成任务，但是这个优点是以增加了??端到端的时延为代价。而对于分布式的决策方案（图１．５（ｂ））来说，由于Ａｃｔｏｒ节??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Coverage and connectivity-aware clustering within k hops in wireless sensor and actuator networks[J]. TUAN Chiu-Ching,WU Yi-Chao. Science China（Information Sciences）. 2014(06)
[2]一种新型的WSAN两层协作路由协议[J]. 王浩云,王兆敏,任守纲,方贺贺,徐焕良. 计算机科学. 2013(12)
[3]无线传感器/执行器网络的连通性与覆盖问题的研究进展[J]. 詹婧,刘新华,魏然. 信息系统工程. 2012(12)
[4]无线传感器/执行器网络SA协作分簇算法[J]. 易军,李太福,石为人. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(12)
[5]基于重叠区域的无线传感反应网络连接性恢复机制[J]. 赵新元,王能. 计算机应用. 2011(10)
[6]无线传感器/执行器网络任务动态调度策略[J]. 易军,石为人,唐云建,许磊. 电子学报. 2010(06)
[7]面向节点失效问题的无线传感器网络拓扑自愈算法[J]. 刘林峰,吴家皋,邹志强,陈行,钮麟. 东南大学学报(自然科学版). 2009(04)
[8]多机器人任务分配的研究与进展[J]. 张嵛,刘淑华. 智能系统学报. 2008(02)
硕士论文
[1]无线传感器/执行器网络实时覆盖与连通性研究[D]. 蒋立.武汉理工大学 2013
本文编号：3495803
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3495803.html
