一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法，包括：1.簇頭節(jié)點(diǎn)接收到一組待完成任務(wù)集，對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)劃分等級(jí)，對(duì)子任務(wù)進(jìn)行分配，通過提供給簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)積分獎(jiǎng)勵(lì)換取簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)，完成任務(wù)集中的任務(wù)。2.簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行簇頭節(jié)點(diǎn)分配的任務(wù)，如果成功完成任務(wù)，獲取獎(jiǎng)勵(lì)積分，如果未成功完成任務(wù)，扣除懲罰積分。3.如果簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)自己為不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)，但還有未完成的任務(wù)，需通過積分兌換將任務(wù)遷移到簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)上。4.如果簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)死亡，簇頭節(jié)點(diǎn)即時(shí)發(fā)現(xiàn)，并將死亡節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)重新分配到簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)上。通過該方法，可以在節(jié)點(diǎn)不穩(wěn)定或死亡的情況下，保證任務(wù)在期限內(nèi)完成，提高任務(wù)處理效率，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。
【專利說明】一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體地本發(fā)明涉及一一種基于積分激勵(lì) 機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法，將積分激勵(lì)機(jī)制引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的任務(wù)分 配問題，并解決了由于節(jié)點(diǎn)失效而發(fā)生的任務(wù)遷移問題，可提高任務(wù)處理效率，平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù) 載，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)時(shí)性要求越來越高，節(jié)點(diǎn)上分配的任務(wù)在時(shí)間期限內(nèi) 成功完成是保證整個(gè)應(yīng)用實(shí)時(shí)性的重要條件。但在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，無線節(jié)點(diǎn)很容 易因?yàn)槟芰亢慕呋蚴艿綈阂夤?jié)點(diǎn)的攻擊而失效，所以當(dāng)一個(gè)正在執(zhí)行任務(wù)的節(jié)點(diǎn)即將失效 時(shí)，或是已經(jīng)死亡時(shí)，如何找到一種能夠快速、低耗又成功率高的任務(wù)遷移方法，將失效節(jié) 點(diǎn)上的任務(wù)遷移到其他節(jié)點(diǎn)上去是非常必要的，這可以在個(gè)別節(jié)點(diǎn)失效的情況下，保證任 務(wù)的順利執(zhí)行。
[0003] 相關(guān)研究文獻(xiàn)如下：
[0004] 2〇〇5年，Y. Tian等人在《Energy-Constrained Task Mapping and Scheduling in Wireless Sensor Networks》提出了一種基于能耗限制的任務(wù)映射及調(diào)度算法EcoMaps， 該算法分為兩個(gè)階段，第一階段是簇頭將任務(wù)映射到簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)上，使得在能耗限制的條件 下調(diào)度長(zhǎng)度最小；第二階段是節(jié)點(diǎn)故障后快速恢復(fù)階段，在節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的情況下，使用快 速恢復(fù)方法，將故障節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)合并到其它最空閑的節(jié)點(diǎn)上，避免了重新調(diào)度，減少了能 耗。然而該算法沒有考慮到任務(wù)的時(shí)間限制，任務(wù)超時(shí)的概率較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：將積分激勵(lì)制引入任務(wù)分配，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有節(jié)點(diǎn)失 效或者死亡后，可以快速將該節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)遷移到其他合適的節(jié)點(diǎn)上，保證任務(wù)在時(shí)間期 間內(nèi)完成。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的具體步驟如下：
[0006] 步驟一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)簇組成，每個(gè)簇由簇頭和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)組成，簇頭用 CHead表示，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)用'表示，簇頭與簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)、簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間均采用單跳方式進(jìn)行通 f目；
[0007] 簇頭接收到一組待完成任務(wù)集，任務(wù)集中有多個(gè)相互獨(dú)立的子任務(wù)，由T = {HK，!；}表示，每個(gè)子任務(wù)都有時(shí)間期限deadline ;簇頭對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)劃分等級(jí)，對(duì)子任 務(wù)進(jìn)行分配，通過提供給簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)獎(jiǎng)勵(lì)積分換取簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)，使每個(gè)子任務(wù)分配到最 合適的節(jié)點(diǎn)上；簇頭進(jìn)行任務(wù)分配時(shí)優(yōu)先挑選高級(jí)節(jié)點(diǎn)，保證任務(wù)的完成質(zhì)量，在高級(jí)節(jié)點(diǎn) 中選擇節(jié)點(diǎn)任務(wù)獎(jiǎng)勵(lì)積分最小的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)，保證能量消耗低；
[0008] 步驟二、簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行簇頭分配的任務(wù)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)積分匯率和完成任務(wù)能耗，獲取 相應(yīng)積分；所述積分匯率用/^叫匕表示，是節(jié)點(diǎn)消耗單位能量所應(yīng)獲積分，體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)完 成任務(wù)的性價(jià)比；所述積分是用來衡量節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)的歷史表現(xiàn)，可以增加節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù) 的參與度，用積分對(duì)節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)的表現(xiàn)進(jìn)行量化考核，并進(jìn)行記錄，分為獎(jiǎng)勵(lì)積分和懲罰 積分，所述獎(jiǎng)勵(lì)積分用表不，懲罰積分用表不，如果成功完成任 務(wù)，可獲得相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)積分，如果未成功完成任務(wù)，會(huì)被扣除相應(yīng)的懲罰積分，所述獎(jiǎng)勵(lì)積 分是指節(jié)點(diǎn)成功完成任務(wù)后可獲得相應(yīng)的積分，所述懲罰積分是指節(jié)點(diǎn)未成功完成任務(wù)， 扣除相應(yīng)的積分，節(jié)點(diǎn)通過完成任務(wù)累積起來的積分總和稱為總積分，用^表示，總 積分決定了節(jié)點(diǎn)的等級(jí)；
[0009] 步驟三、如果簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)自己發(fā)生故障或是受到其他惡意節(jié)點(diǎn)攻擊，即認(rèn)為是 不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)，不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)上如果有有未完成的任務(wù)，需通過兌換積分的方式將任務(wù)遷移到 簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)上；
[0010] 步驟四、如果簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)死亡，簇頭節(jié)點(diǎn)即時(shí)發(fā)現(xiàn)，并將死亡節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)重新分配 到簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)上。
[0011] 上述步驟二中簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)、獲取積分的具體過程如下：
[0012] (2a)節(jié)點(diǎn)V」在任務(wù)期限deadline內(nèi)完成任務(wù)1\，認(rèn)為是節(jié)點(diǎn)V」成功完成任務(wù) ，節(jié)點(diǎn) '自動(dòng)獲取個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)積分，并更新節(jié)點(diǎn) '的總積分和積分匯率，連同任 務(wù)結(jié)果一起返回給簇頭，簇頭更新等級(jí)表中該節(jié)點(diǎn)的總積分和積分匯率，在設(shè)定時(shí)間time 后，或是新的一輪任務(wù)集到達(dá)簇頭時(shí)，簇頭重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)A-,，對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)重新劃 分等級(jí)，更新等級(jí)表；
[0013] (2b)節(jié)點(diǎn) '未能在任務(wù)期限deadline內(nèi)完成任務(wù)1\，認(rèn)為節(jié)點(diǎn)' 未能成功完成 任務(wù)凡，節(jié)點(diǎn) '自動(dòng)在原有總積分中扣除個(gè)懲罰積分，節(jié)點(diǎn) '更新總積分和 積分匯率，通過定期報(bào)告?zhèn)魉徒o簇頭，簇頭更新等級(jí)表中該節(jié)點(diǎn)的總積分和積分匯率。在設(shè) 定時(shí)間time后，或是新的一輪任務(wù)集到達(dá)簇頭時(shí)，簇頭節(jié)點(diǎn)重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)A,，對(duì) 簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)重新劃分等級(jí)，更新等級(jí)表。
[0014] 上述步驟二中積分具體的計(jì)算過程如下：
[0015] (3a)計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分匯率:表示節(jié)點(diǎn)Vj每消耗一焦耳的能量，應(yīng) 該獲得的獎(jiǎng)勵(lì)積分，與節(jié)點(diǎn)剩余能量、節(jié)點(diǎn)總積分兩者有關(guān)，節(jié)點(diǎn)積分匯率表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法，其特征在于：其步驟如 下： 步驟一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)簇組成，每個(gè)簇由簇頭和簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)組成，簇頭用CHead表示，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)用 '表示，簇頭與簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)、簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間均采用單跳方式進(jìn)行通信； 簇頭接收到一組待完成任務(wù)集，任務(wù)集中有多個(gè)相互獨(dú)立的子任務(wù)，由T= {1\，T2,K，TJ表示，每個(gè)子任務(wù)都有時(shí)間期限deadline;簇頭對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)劃分等級(jí)，對(duì)子任 務(wù)進(jìn)行分配，通過提供給簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)獎(jiǎng)勵(lì)積分換取簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)，使每個(gè)子任務(wù)分配到最 合適的節(jié)點(diǎn)上；簇頭進(jìn)行任務(wù)分配時(shí)優(yōu)先挑選高級(jí)節(jié)點(diǎn)，保證任務(wù)的完成質(zhì)量，在高級(jí)節(jié)點(diǎn) 中選擇節(jié)點(diǎn)任務(wù)獎(jiǎng)勵(lì)積分最小的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)，保證能量消耗低； 步驟二、簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行簇頭分配的任務(wù)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)積分匯率和完成任務(wù)能耗，獲取相 應(yīng)積分；所述積分匯率用表示，是節(jié)點(diǎn)消耗單位能量所應(yīng)獲積分，體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)完成 任務(wù)的性價(jià)比；所述積分是用來衡量節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)的歷史表現(xiàn)，可以增加節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)的 參與度，用積分對(duì)節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)的表現(xiàn)進(jìn)行量化考核，并進(jìn)行記錄，分為獎(jiǎng)勵(lì)積分和懲罰積 分，所述獎(jiǎng)勵(lì)積分用/如'?匕_#(7；)表示，懲罰積分用表示，如果成功完成任務(wù)， 可獲得相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)積分，如果未成功完成任務(wù)，會(huì)被扣除相應(yīng)的懲罰積分，所述獎(jiǎng)勵(lì)積分是 指節(jié)點(diǎn)成功完成任務(wù)后可獲得相應(yīng)的積分，所述懲罰積分是指節(jié)點(diǎn)未成功完成任務(wù)，扣除 相應(yīng)的積分，節(jié)點(diǎn)通過完成任務(wù)累積起來的積分總和稱為總積分，用i? ^表示，總積分 決定了節(jié)點(diǎn)的等級(jí)； 步驟三、如果簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)自己發(fā)生故障或是受到其他惡意節(jié)點(diǎn)攻擊，即認(rèn)為是不穩(wěn) 定節(jié)點(diǎn)，不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)上如果有有未完成的任務(wù)，需通過兌換積分的方式將任務(wù)遷移到簇內(nèi) 其他節(jié)點(diǎn)上； 步驟四、如果簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)死亡，簇頭節(jié)點(diǎn)即時(shí)發(fā)現(xiàn)，并將死亡節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)重新分配到簇 內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法， 其特征在于，所述步驟二中簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)、獲取積分的具體過程如下： (2a)節(jié)點(diǎn) '在任務(wù)期限deadline內(nèi)完成任務(wù)Ti,認(rèn)為是節(jié)點(diǎn) '成功完成任務(wù)Ti，節(jié) 點(diǎn)Vj自動(dòng)獲取個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)積分，并更新節(jié)點(diǎn)Vj的總積分和積分匯率，連同任務(wù)結(jié) 果一起返回給簇頭，簇頭更新等級(jí)表中該節(jié)點(diǎn)的總積分和積分匯率，在設(shè)定時(shí)間time后， 或是新的一輪任務(wù)集到達(dá)簇頭時(shí)，簇頭重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)1^*對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)重新劃分等 級(jí)，更新等級(jí)表； (2b)節(jié)點(diǎn) '未能在任務(wù)期限deadline內(nèi)完成任務(wù)Ti,認(rèn)為節(jié)點(diǎn) '未能成功完成任務(wù)Ti,節(jié)點(diǎn) '自動(dòng)在原有總積分中扣除(7；)個(gè)懲罰積分，節(jié)點(diǎn) '更新總積分和積分匯 率，通過定期報(bào)告?zhèn)魉徒o簇頭，簇頭更新等級(jí)表中該節(jié)點(diǎn)的總積分和積分匯率，在設(shè)定時(shí)間 time后，或是新的一輪任務(wù)集到達(dá)簇頭時(shí)，簇頭節(jié)點(diǎn)重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)Dri，對(duì)簇內(nèi)節(jié) 點(diǎn)重新劃分等級(jí)，更新等級(jí)表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法， 其特征在于，所述步驟二中積分具體的計(jì)算過程如下： (3a)計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分匯率:表示節(jié)點(diǎn)Vj每消耗一焦耳的能量，應(yīng)該 獲得的獎(jiǎng)勵(lì)積分，與節(jié)點(diǎn)剩余能量、節(jié)點(diǎn)總積分兩者有關(guān)，節(jié)點(diǎn)積分匯率表示為： P〇if心e= p0ifltIUl,，其中為節(jié)點(diǎn)Vj的剩余能量， 『，為節(jié)點(diǎn)Vj的總積 分； (3b)計(jì)算節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)能量能耗，包括計(jì)算能耗和通信能耗； 其中，⑧表示任務(wù)Ti在節(jié)點(diǎn)Vj上的總消耗，表示任務(wù)Ti在節(jié)點(diǎn)Vj上的 計(jì)算能耗，表示任務(wù)Ti在節(jié)點(diǎn) '上的通信能耗； 計(jì)算消耗：x&(7；)，/f;表示單位時(shí)間內(nèi)節(jié)點(diǎn) '平均能量消耗，&(?：)表示 任務(wù)Ti在節(jié)點(diǎn)\上的執(zhí)行時(shí)間.表示任務(wù)Ti的計(jì)算量，f表示節(jié)點(diǎn)￥」的 J V17,- 』 執(zhí)行速率； 通信消耗：?^?+Ο?^Ο+?^τ;),其中，?1(7；)表示節(jié)點(diǎn)Vj為完成任務(wù)Ti傳輸 數(shù)據(jù)包所需能耗，€1.(7：)表示節(jié)點(diǎn) '為完成任務(wù)Ti接收數(shù)據(jù)包所需能耗；
1表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包大小，d表示發(fā)送方和接收方的距離，ξ^。、ξ?3、ξπρ是與硬件相 關(guān)參數(shù)，Cltl為固定參數(shù)； (3c)節(jié)點(diǎn)任務(wù)獎(jiǎng)勵(lì)積分Ρ?νι4?Μ?(7；) ^即節(jié)點(diǎn) '成功完成任務(wù)Ti應(yīng)獲得的積分為：PoinLani(Tl)^pomt^d^T,) 其中Λ)/#,,.為節(jié)點(diǎn)Vj的積分匯率，為節(jié)點(diǎn)Vj完成任務(wù)Ti的總能量消耗； (3d)節(jié)點(diǎn)任務(wù)懲罰積分即節(jié)點(diǎn)'未成功完成任務(wù)凡應(yīng)扣除的積分為： PointtJmuxh (T1) =βχPomi1mvani (Tt) 其中β為可調(diào)節(jié)參數(shù)； (3e)計(jì)算節(jié)點(diǎn)總積分Λ?ι--^ ;是節(jié)點(diǎn) '完成任務(wù)累積起來的積分總和，即所有獎(jiǎng)勵(lì) 積分之和減去所有懲罰積分之和； PoiMlllb=Σ XPoi^ttliJT,) !/；cr；{'/I〇Τ,(" 其中，Vj (T)是節(jié)點(diǎn)Vj上分配的所有任務(wù)，Ts是節(jié)點(diǎn)Vj上成功完成的任務(wù)，Tf是節(jié)點(diǎn)Vj 上未成功完成的任務(wù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方法， 其特征在于，所述步驟二中簇頭節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的總積分及完成任務(wù)數(shù)量這兩個(gè)因素構(gòu) 造了一個(gè)變量節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)來表示節(jié)點(diǎn)歷史完成任務(wù)的好壞，根據(jù)值將節(jié)點(diǎn)的劃分 成兩級(jí)：高級(jí)節(jié)點(diǎn)和低級(jí)節(jié)點(diǎn)；高級(jí)節(jié)點(diǎn)表示完成任務(wù)數(shù)量多、質(zhì)量好，可以提供相應(yīng)較好 服務(wù)質(zhì)量的節(jié)點(diǎn)；低級(jí)節(jié)點(diǎn)表示提供服務(wù)質(zhì)量不高的節(jié)點(diǎn)；具體分級(jí)過程如下： (4a)計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)=節(jié)點(diǎn) '完成任務(wù)的效果的評(píng)價(jià)，與節(jié)點(diǎn)的總積分和節(jié)點(diǎn) 接受任務(wù)數(shù)有關(guān)；節(jié)點(diǎn) '處理任務(wù)的積分等級(jí)可以表示為：
其中，表示節(jié)點(diǎn)Vj上分配到的任務(wù)數(shù)量，Nafead表示簇頭分配的任務(wù)的總數(shù)量； (4b)節(jié)點(diǎn)等級(jí)劃分：簇頭對(duì)簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)進(jìn)行排序，用α表示高級(jí)節(jié)點(diǎn) 占簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的比率，簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)1^排在前α的節(jié)點(diǎn)劃分高級(jí)節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn) 劃分為低級(jí)節(jié)點(diǎn)，α可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，ae(〇，1); (4c)簇頭將簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)等級(jí)劃分好后，形成節(jié)點(diǎn)等級(jí)表，表中記載節(jié)點(diǎn)ID號(hào)、對(duì)應(yīng)的等 級(jí)、節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)^「、節(jié)點(diǎn)積分匯率，簇頭將每個(gè)節(jié)點(diǎn)所處等級(jí)的消息傳送給簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)，每 個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)知道自己所處等級(jí)； (4d)每個(gè)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)處理完任務(wù)之后，自身總積分、處理任務(wù)個(gè)數(shù)都會(huì)發(fā)生變化，在設(shè)定 時(shí)間time后，或是新的一輪任務(wù)集到達(dá)簇頭時(shí)，簇頭需重新計(jì)算節(jié)點(diǎn)積分等級(jí)，對(duì)簇內(nèi) 節(jié)點(diǎn)重新劃分等級(jí)，從而更新等級(jí)表，簇頭只將消息發(fā)送給等級(jí)發(fā)生改變的節(jié)點(diǎn)，從而減少 通信開銷，如果節(jié)點(diǎn)的等級(jí)與之前發(fā)生變化，則簇頭發(fā)送消息告訴等級(jí)發(fā)生變化的節(jié)點(diǎn)更 新后的等級(jí)，如果節(jié)點(diǎn)等級(jí)未發(fā)生改變，則簇頭不發(fā)送消息給節(jié)點(diǎn)。
5. 根根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方 法，其特征在于：步驟三中不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)兌換積分尋求其他節(jié)點(diǎn)協(xié)作的過程是采用拍賣機(jī)制， 對(duì)拍賣形式進(jìn)行改進(jìn)，具體任務(wù)遷移過程如下： (5a)當(dāng)有執(zhí)行任務(wù)在身的簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)自己為不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)時(shí)，不能繼續(xù)執(zhí)行已經(jīng) 分配的任務(wù)，于是發(fā)起一個(gè)拍賣來尋找任務(wù)的接替節(jié)點(diǎn)，不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)用Vfailure表示，不穩(wěn)定 節(jié)點(diǎn)上未完成的任務(wù)用Tfailure表示；不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)Vfailure作為招標(biāo)節(jié)點(diǎn)向同簇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送 招標(biāo)書Tender(Tfailure,deadline,Pointbudget),標(biāo)書中包括了任務(wù)描述，任務(wù)期限，以及該節(jié) 點(diǎn)為該任務(wù)付出的最大預(yù)算Pointbudgrt，最大預(yù)算等于該節(jié)點(diǎn)的總積分; (5b)當(dāng)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)收到招標(biāo)書Tender(Tfailme,deadline,Pointbudget)后，采用選擇性競(jìng)標(biāo) 策略，即根據(jù)招標(biāo)書中的要求對(duì)自身情況進(jìn)行評(píng)判，來決定是否參與競(jìng)標(biāo)，如果不參與就不 予動(dòng)作，如果參與就根據(jù)自身情況給出報(bào)價(jià)；決定是否參與競(jìng)標(biāo)的過程如下： 競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)首先考慮任務(wù)時(shí)間期限因素，如果競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)有原先分配的任務(wù)，而新任 務(wù)的預(yù)計(jì)完成時(shí)間大于標(biāo)書中規(guī)定的時(shí)間期限deadline，則不參與競(jìng)標(biāo)； 如果競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)預(yù)計(jì)完成時(shí)間小于等于標(biāo)書中規(guī)定的時(shí)間期限deadline，則計(jì)算完成該 任務(wù)積分價(jià)格= ，其中為競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn) '.的積分匯 率，為競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)\完成任務(wù)Tfailim的總能量消耗； 如果競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)的積分價(jià)格大于標(biāo)書中的預(yù)算，即 ?則該競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)不參與競(jìng)標(biāo)， 如果競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)完成任務(wù)的積分價(jià)格小于或者等于標(biāo)書中的預(yù)算，即 作切肩該競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)可參與競(jìng)標(biāo)^ (5c)競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)投標(biāo)時(shí)采用錯(cuò)時(shí)投標(biāo)策略，即根據(jù)競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)所在等級(jí)不同，從而使得其 投標(biāo)時(shí)間不同，如果競(jìng)標(biāo)節(jié)點(diǎn)是高級(jí)節(jié)點(diǎn)，則在時(shí)間h內(nèi)進(jìn)行投標(biāo)，如果競(jìng)標(biāo)是低級(jí)節(jié)點(diǎn)， 則在時(shí)間t2內(nèi)進(jìn)行投標(biāo)，t2 >h，即高級(jí)節(jié)點(diǎn)比低級(jí)節(jié)點(diǎn)有更大的投標(biāo)優(yōu)先權(quán)； (5d)采用第一投標(biāo)者中標(biāo)策略，即第一個(gè)投遞標(biāo)書的節(jié)點(diǎn)就作為中標(biāo)節(jié)點(diǎn)，如果h時(shí) 間內(nèi)有節(jié)點(diǎn)中標(biāo)，招標(biāo)節(jié)點(diǎn)將中標(biāo)通知告知其他參與的高級(jí)節(jié)點(diǎn)和低級(jí)節(jié)點(diǎn)；如果t2時(shí) 間內(nèi)有中標(biāo)節(jié)點(diǎn)，即表示高級(jí)節(jié)點(diǎn)中無節(jié)點(diǎn)投標(biāo)，招標(biāo)節(jié)點(diǎn)將中標(biāo)通知告知參與的低級(jí)節(jié) 占. (5e)中標(biāo)節(jié)點(diǎn)確定后，招標(biāo)節(jié)點(diǎn)Vfailure將任務(wù)Tfailure遷移給中標(biāo)節(jié)點(diǎn)，在總積分中扣 除Ρο/η/^(Γμ/_)個(gè)積分。并將更新后的總積分、中標(biāo)節(jié)點(diǎn)、遷移任務(wù)等信息作為突發(fā)事件 報(bào)告ReportemOTgeney上傳給簇頭； (5f)簇頭重新計(jì)算不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)Vfailure的服務(wù)能力，更新節(jié)點(diǎn)等級(jí)表； (5g)中標(biāo)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù),成功完成任務(wù)后獲得個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)積分,并將任務(wù)處 理結(jié)果返回給簇頭； (5h)如果在t2時(shí)間內(nèi)無節(jié)點(diǎn)中標(biāo)，不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn)Vfailure將任務(wù)Tfailure作為突發(fā)事件報(bào) 告Reportemwgeney上傳給簇頭，由簇頭將任務(wù)Tfailme指定分配到簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)上，不穩(wěn)定節(jié)點(diǎn) Vfailure扣除相應(yīng)的懲罰積分。
6.根根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于積分激勵(lì)機(jī)制的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任務(wù)遷移方 法，其特征在于：步驟四所述簇頭將死亡節(jié)點(diǎn)上未執(zhí)行完成的任務(wù)分配到其他節(jié)點(diǎn)上的具 體步驟為： (6a)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)需定期向簇頭節(jié)點(diǎn)發(fā)送定期報(bào)告ReportpOTi()di。，包括剩余能量、總積分、 積分匯率的信息，簇頭根據(jù)定期報(bào)告ReportpOTi()di。，定期更新節(jié)點(diǎn)等級(jí)表； (6b)如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，沒有收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)的定期報(bào)告Rep〇rtp_di。，也沒有收到該節(jié) 點(diǎn)的突發(fā)事件報(bào)告Reportemwgeney，簇頭認(rèn)定該節(jié)點(diǎn)死亡； (6c)簇頭判斷該死亡節(jié)點(diǎn)上是否有未完成的任務(wù)，如果沒有，就直接更新節(jié)點(diǎn)等級(jí)表， 將該節(jié)點(diǎn)從表中刪除；如果有未完成的任務(wù)，先對(duì)該未完成任務(wù)進(jìn)行重新分配后，再更新節(jié) 點(diǎn)等級(jí)表。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK104320484SQ201410617817
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】王峰, 韓光潔, 朱川, 江金芳 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)