專利名稱：移動代理行程規(guī)劃方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種移動代理行程規(guī)劃方法及裝置。
背景技術(shù)：
ffSN(ffireless Sensor Networks，無線傳感器網(wǎng)絡(luò))由分布在一定空間范圍的大量傳感器節(jié)點組成。該傳感器節(jié)點可以對在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)對象(例如，車輛，手機(jī)終端，甚至動物等可移動的對象)進(jìn)行信號采集，并與其他傳感器節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而獲得該目標(biāo)對象的信息，實現(xiàn)目標(biāo)對象的定位與追蹤。目前，在實現(xiàn)目標(biāo)對象的定位與追蹤時，可以采用一種基于移動代理的計算方法對傳感器節(jié)點采集到的信息進(jìn)行處理。該移動代理可以自行選擇運行地點和時間，根據(jù)具體情況中斷當(dāng)前自身的執(zhí)行，在移動至另一傳感器節(jié)點時，可以恢復(fù)運行并將相關(guān)結(jié)果及時返回。一般，移動代理具有四種屬性標(biāo)識，行程規(guī)劃，數(shù)據(jù)空間和方法。其中，行程規(guī)劃可以確定移動代理訪問的源節(jié)點集合和訪問節(jié)點的順序?，F(xiàn)有技術(shù)采用一種PDMAI (Predictive Dynamic Mobile Agent Itinerary，預(yù)測性動態(tài)的移動代理行程規(guī)劃)方法來實現(xiàn)移動代理的行程規(guī)劃。該方法主要包括如下三個步驟第一步將首先檢測到目標(biāo)對象的傳感器節(jié)點作為處理中心，并在該傳感器節(jié)點上創(chuàng)建移動代理。根據(jù)該傳感器節(jié)點接收到的鄰居傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息，利用移動代理所在宿主節(jié)點(移動代理當(dāng)前所在的傳感器節(jié)點)的信息與其最先接收到的兩個信標(biāo)信息，移動代理通過三邊定位算法可以計算得出上述目標(biāo)對象的位置，然后計算宿主節(jié)點的信息增益Itl并初始化Carry = Itl,接著根據(jù)下一跳節(jié)點選擇準(zhǔn)則決定上述移動代理需要遷移到的鄰居傳感器節(jié)點。第二步移動代理遷移到?jīng)Q定的鄰居傳感器節(jié)點，此時遷移到的傳感器節(jié)點為宿主節(jié)點。此時，通過三邊定位算法可以計算出目標(biāo)對象的位置ΧΛ (t)，然后計算宿主節(jié)點的信息增益Ik，并更新Carry = Carry+Iko如果Carry大于預(yù)先規(guī)定的信息增益水平Desire， 則執(zhí)行第三步，否則繼續(xù)根據(jù)下一跳節(jié)點選擇準(zhǔn)則決定其需要遷移到的鄰居傳感器節(jié)點， 接著返回執(zhí)行第二步。第三步移動代理返回處理中心。然而，在采用上述PDMAI方法實現(xiàn)移動代理行程規(guī)劃的過程中，容易發(fā)生移動代理在某個區(qū)域內(nèi)的幾個傳感器節(jié)點之間頻繁進(jìn)行遷移的現(xiàn)象，導(dǎo)致WSN網(wǎng)絡(luò)的能量消耗大大增加，同時也降低了 WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供一種移動代理行程規(guī)劃方法及裝置，減少WSN網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案
一種移動代理行程規(guī)劃方法，包括若信息增益的累積值不大于信息增益門限值，確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置；判斷移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與所述候選位置之間的距離是否大于預(yù)設(shè)的第一閾值；若所述距離不大于所述第一閾值，不遷移所述移動代理；若所述距離大于所述第一閾值，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。一種通信裝置，包括確定單元，用于若信息增益的累積值不大于信息增益門限值，確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置；判斷單元，用于判斷移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與所述候選位置之間的距離是否大于第一閾值；第一遷移單元，用于若所述距離不大于所述第一閾值，不遷移所述移動代理；若所述距離大于所述第一閾值，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。由上述技術(shù)方案所描述的本發(fā)明實施例，如果移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置之間的距離不大于所述第一閾值時，不將所述移動代理進(jìn)行遷移，從而可以減少移動代理進(jìn)行遷移的次數(shù)，特別地，當(dāng)目標(biāo)對象的運動速度較慢時，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中移動代理頻繁進(jìn)行遷移的問題，從而減少WSN網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的一種移動代理行程規(guī)劃方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種移動代理行程規(guī)劃方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗的第一種結(jié)果示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗的第二種結(jié)果示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗的第三種結(jié)果示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的仿真實驗的第四種結(jié)果示意圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的一種通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的另一種通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的又一種通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實施例提供的再一種通信裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示的實施例提供一種移動代理行程規(guī)劃方法，在本實施例中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)滿足如下條件傳感器節(jié)點布設(shè)在二維平面上，各個傳感器節(jié)點的位置已知，每個傳感器節(jié)點至少有兩個鄰居傳感器節(jié)點，所有傳感器節(jié)點都是校準(zhǔn)和時間同步的，目標(biāo)對象的運動速度和方向不會突變。該方法包括101、若信息增益的累積值不大于信息增益門限值，移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置?？蛇x的，所述目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置可以根據(jù)目標(biāo)對象的歷史位置和當(dāng)前位置確定。所述目標(biāo)對象的歷史位置可以包括所述目標(biāo)對象在多個歷史時刻的位置，當(dāng)目標(biāo)對象的歷史位置為所述目標(biāo)對象在上個時刻的位置時，可以獲取所述目標(biāo)對象在當(dāng)前時刻的位置，例如可以通過三邊定位算法計算出目標(biāo)對象在每個時刻的位置。如果所述目標(biāo)對象的運行速度和方向在一定時間范圍內(nèi)不會發(fā)生突變，則所述目標(biāo)對象在相鄰兩個時刻的位置之間的差值也不會突變。因而，一種根據(jù)目標(biāo)對象的歷史位置確定所述目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置的方法為x' (t+1) =x(t) + (x(t)-x(t-l))，其中，χ' (t+1)表示所述目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置，x(t)表示所述目標(biāo)對象在當(dāng)前時刻的位置，x(t-l) 表示所述目標(biāo)對象在上個時刻的位置。102、判斷移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與所述候選位置之間的距離是否大于第一閾值。該第一閾值可以根據(jù)所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的通信距離確定。 在應(yīng)用時，例如該第一閾值可以設(shè)置為宿主傳感器節(jié)點通信距離的特定比例，即若所述宿主傳感器節(jié)點通信距離為L，則該第一閾值可以為L*k，0 < k < 1。優(yōu)選地，為了更好地保障宿主傳感器節(jié)點正確感知目標(biāo)對象的概率，并且不會導(dǎo)致移動代理頻繁切換，第一閾值為L*k時，k不選取過于接近0或1的值，例如k的取值可以為0.5彡k彡0.8，在此，k的取值僅為本發(fā)明實施例中的一種實現(xiàn)方法，并不限制于此。103、若所述距離不大于所述第一閾值，不遷移所述移動代理；若所述距離大于所述第一閾值，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇移動代理遷移的目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點上。由上述技術(shù)方案所描述的本發(fā)明實施例，如果移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置之間的距離不大于所述第一閾值時，所述移動代理不進(jìn)行遷移，從而可以減少移動代理進(jìn)行遷移的次數(shù)，特別地，當(dāng)目標(biāo)對象的運動速度較慢時，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中移動代理頻繁進(jìn)行遷移的問題，從而減少WSN網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。在現(xiàn)有技術(shù)中，在為移動代理選擇需要遷移的目標(biāo)傳感器節(jié)點時，定義t時刻移動代理從傳感器節(jié)點&遷移到目標(biāo)傳感器節(jié)點h的代價函數(shù)Cw (t)如下
EkiIXt)eXt)
L·1e
maxmaxmax
7
其中，Ekj表示將移動代理從傳感器節(jié)點&發(fā)送到傳感器節(jié)點h消耗的能量，ej (t) 是傳感器節(jié)點j在t時刻剩余的能量，相應(yīng)地，Efflax是移動代理在兩個傳感器節(jié)點之間遷移時消耗的最大能量。Imax是傳感器節(jié)點可以提供的最大信息增益，Ij (t)是傳感器節(jié)點j可以提供的信息增益，emax是傳感器節(jié)點初始的能量值。a，b是權(quán)重系數(shù)用于調(diào)整這三個部分的重要程度且0彡a,b ( 1。由上述代價函數(shù)Ckj(t)得到的下一跳傳感器節(jié)點的選擇準(zhǔn)則為
權(quán)利要求
1 一種移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，包括若信息增益的累積值不大于信息增益門限值，確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置；判斷移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與所述候選位置之間的距離是否大于預(yù)設(shè)的第一閾值；若所述距離不大于所述第一閾值，不遷移所述移動代理；若所述距離大于所述第一閾值，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，所述確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置包括根據(jù)目標(biāo)對象的歷史位置和當(dāng)前位置確定所述目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，還包括接收所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息，根據(jù)所述宿主傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息和所述宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息，選取所有信標(biāo)信息中測量值最大的前三個傳感器節(jié)點；根據(jù)所述三個傳感器節(jié)點各自信標(biāo)信息獲取所述目標(biāo)對象的當(dāng)前位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，所述三個傳感器節(jié)點中測量值最大的傳感器節(jié)點的信息增益用于累加到所述信息增益的累積值中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，所述從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點包括利用所述候選位置、所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點各自信標(biāo)信息中傳感器節(jié)點的位置和剩余能量從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，利用所述候選位置、所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點各自信標(biāo)信息中傳感器節(jié)點的位置和剩余能量從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點包括,em|χΛ0 + 1)-χ,|2根據(jù)/zargmin α·(1-^) + (1-α)^^—^從所述移動代理當(dāng)前所在的宿easmaxmax主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點；其中，Γ表示目標(biāo)傳感器節(jié)點，且e Nk，0 SaS 1，Nk表示所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點k的鄰居傳感器節(jié)點的集合，ej(t)表示傳感器節(jié)點j的剩余能量， emax表示傳感器節(jié)點初始的能量值，xA(t+l)表示所述目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置， xA(t+l)-Xj I表示傳感器節(jié)點j到所述候選位置的距離，dSmax表示傳感器節(jié)點的最大感知距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，還包括統(tǒng)計所述移動代理不進(jìn)行遷移的次數(shù)；當(dāng)所述移動代理不進(jìn)行遷移的次數(shù)大于預(yù)設(shè)的第二閾值時，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，所述移動代理由前一傳感器節(jié)點遷移到所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點，所述移動代理在所述前一傳感器節(jié)點中創(chuàng)建；所述移動代理被前一傳感器節(jié)點遷移到所述當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點包括根據(jù)所述目標(biāo)對象在所述移動代理位于所述前一傳感器節(jié)點時的位置，從所述前一傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇所述當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動代理行程規(guī)劃方法，其特征在于，所述根據(jù)所述目標(biāo)對象在所述移動代理位于所述前一傳感器節(jié)點時的位置，從所述前一傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇所述當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點包括根據(jù)
10.一種通信裝置，其特征在于，包括確定單元，用于若信息增益的累積值不大于信息增益門限值，確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置；判斷單元，用于判斷移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與所述候選位置之間的距離是否大于第一閾值；第一遷移單元，用于若所述距離不大于所述第一閾值，不遷移所述移動代理；若所述距離大于所述第一閾值，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信裝置，其特征在于，所述確定單元具體用于根據(jù)目標(biāo)對象的歷史位置和當(dāng)前位置確定所述目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信裝置，其特征在于，還包括接收選取單元，用于接收所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息，根據(jù)所述宿主傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息和所述宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點的信標(biāo)信息，選取所有信標(biāo)信息中測量值最大的前三個傳感器節(jié)點；獲取單元，用于根據(jù)所述三個傳感器節(jié)點各自信標(biāo)信息獲取所述目標(biāo)對象的當(dāng)前位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通信裝置，其特征在于，所述三個傳感器節(jié)點中測量值最大的傳感器節(jié)點的信息增益用于累加到所述信息增益的累積值中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通信裝置，其特征在于，所述第一遷移單元具體用于利用所述候選位置、所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點各自信標(biāo)信息中傳感器節(jié)點的位置和剩余能量從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的通信裝置，其特征在于，所述第一遷移單元具體用于根據(jù)
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項所述的通信裝置，其特征在于，還包括 統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計所述移動代理不進(jìn)行遷移的次數(shù)；所述第一遷移單元還用于當(dāng)所述移動代理不進(jìn)行遷移的次數(shù)大于預(yù)設(shè)的第二閾值時， 從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。
17.根據(jù)權(quán)利要求10-15任一項所述的通信裝置，其特征在于，所述移動代理由前一傳感器節(jié)點遷移到所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點，所述移動代理在所述前一傳感器節(jié)點中創(chuàng)建；該裝置還包括第二遷移單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)對象在所述移動代理位于所述前一傳感器節(jié)點時的位置，從所述前一傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇所述當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通信裝置，其特征在于，所述第二遷移單元具體用于根據(jù)
全文摘要
本發(fā)明實施例公開一種移動代理行程規(guī)劃方法及裝置，涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，可以減少WSN網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長WSN網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。包括若信息增益的累積值不大于信息增益門限值，確定目標(biāo)對象在下個時刻的候選位置；判斷移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的位置與所述候選位置之間的距離是否大于第一閾值；若所述距離不大于所述第一閾值，不遷移所述移動代理；若所述距離大于所述第一閾值，從所述移動代理當(dāng)前所在的宿主傳感器節(jié)點的鄰居傳感器節(jié)點中選擇目標(biāo)傳感器節(jié)點，將所述移動代理遷移到所述目標(biāo)傳感器節(jié)點。本發(fā)明實施例主要應(yīng)用于目標(biāo)追蹤場景下移動代理的行程規(guī)劃過程中。
文檔編號H04W88/18GK102469545SQ20101054742
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者周倩, 徐平平, 鐘永鋒 申請人:東南大學(xué), 華為技術(shù)有限公司