一種制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，針對制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點，感知任務(wù)時序性以及時空相關(guān)性，研究多節(jié)點感知的協(xié)同任務(wù)分配方法。由檢測出事件的節(jié)點充當(dāng)拍賣節(jié)點，根據(jù)事件類型進行任務(wù)分解，并利用功率控制技術(shù)，基于事件發(fā)生頻率、事件區(qū)域障礙復(fù)雜程度以及基本任務(wù)元數(shù)量進行動態(tài)范圍內(nèi)的招標，以便網(wǎng)絡(luò)能耗均衡；收到招標信息的感知節(jié)點根據(jù)自身情況進行代價評估，并將代價值返回拍賣節(jié)點；拍賣節(jié)點根據(jù)各返回值進行節(jié)點任務(wù)分派，發(fā)出執(zhí)行命令。
【專利說明】-種制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及制造物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度 優(yōu)化方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過感知網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中各種繁雜信息的可靠感知，包括 人、物料、產(chǎn)品的實時跟蹤、識別與定位，W及對生產(chǎn)設(shè)備工況、生產(chǎn)過程、生產(chǎn)環(huán)境等不確 定性過程的感知。由于制造過程生產(chǎn)流程相對確定，其基于生產(chǎn)過程的感知任務(wù)一般具有 時序性和時空相關(guān)性，優(yōu)化分配節(jié)點感知任務(wù)將有效提高感知精度和效率，延長感知節(jié)點 〇
[0003] 工業(yè)制造環(huán)境多物理障礙、多源干擾且動態(tài)變化，制造全流程設(shè)及的感知對象種 類與數(shù)量繁多，且多數(shù)感知對象動態(tài)移動，該給物聯(lián)網(wǎng)感知節(jié)點的部署帶來了巨大挑戰(zhàn)。一 個典型的離散制造過程感知節(jié)點部署示意圖如圖1所示，離散制造過程物料與中間半成品 繁多、工序復(fù)雜，各類感知節(jié)點呈大規(guī)模分布式部署，完成制造過程中物料、生產(chǎn)設(shè)備、操作 人員、半成品、成品、關(guān)鍵工藝過程等各種對象的無縫覆蓋，保障制造全流程中各種靜態(tài)或 動態(tài)對象的隨時隨地感知可達。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用特點，感知任務(wù)時序性W及時空相關(guān)性，提出一種 制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法；是W-般指標評價模型為基礎(chǔ)，提出基于滴函數(shù) 的指標權(quán)重衡量方法，通過招標方法來實現(xiàn)的調(diào)度優(yōu)化方法。
[0005] 一種制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，是依據(jù)制造工序動態(tài)分配感知任務(wù) 到各個感知節(jié)點，實現(xiàn)對事件的協(xié)同感知，將檢測出事件的感知節(jié)點充當(dāng)拍賣節(jié)點，根據(jù)事 件類型，并依據(jù)任務(wù)的時序約束和空間約束進行任務(wù)分解，利用功率控制技術(shù)，基于事件發(fā) 生頻率和基本任務(wù)元數(shù)量進行動態(tài)范圍內(nèi)的招標，使網(wǎng)絡(luò)能耗均衡；收到招標信息的感知 節(jié)點根據(jù)自身情況進行基于滴權(quán)的代價評估，并將代價值返回拍賣節(jié)點；拍賣節(jié)點根據(jù)各 返回值進行任務(wù)分派，并發(fā)出執(zhí)行命令。
[0006] 優(yōu)選的，在拍賣過程中，依據(jù)事件發(fā)生頻率和基本任務(wù)元數(shù)量進行動態(tài)范圍內(nèi)的 招標，其拍賣節(jié)點為候選節(jié)點的中屯、。
[0007] 優(yōu)選的，拍賣過程中，招標的基本候選節(jié)點數(shù)；Nbaw_e=me(l+A);其中me為本次招 標的任務(wù)元數(shù)量，A為冗余因子；
[000引 入=Wi y 1+"2 y 2+"3 y 3
[0009] 其中為事件發(fā)生頻度，即當(dāng)前已發(fā)生事件數(shù)量與網(wǎng)絡(luò)已發(fā)生事件總數(shù)量之 比；M =^' theal-e為當(dāng)前本地事件已發(fā)生次數(shù)；t all-e為全網(wǎng)已發(fā)生事件總數(shù)；
[0010] y 2為招標失敗頻度，即節(jié)點當(dāng)前招標失敗次數(shù)與最大允許失敗次數(shù)之比， tbiddiM為節(jié)點當(dāng)前招標失敗次數(shù)；最大允許失敗次數(shù)； * max-占 a,;
[0011] y 3為當(dāng)前事件范圍內(nèi)的環(huán)境復(fù)雜因子衡量，A =^' a 1。。。1為本地障礙因子， 認 best a but為空曠無干擾理想情況因子；
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，是依據(jù)制造工序動態(tài)分配感知任務(wù)到 各個感知節(jié)點，實現(xiàn)對事件的協(xié)同感知，其特征在于，將檢測出事件的感知節(jié)點充當(dāng)拍賣節(jié) 點，根據(jù)事件類型，并依據(jù)任務(wù)的時序約束和空間約束進行任務(wù)分解，利用功率控制技術(shù)， 基于事件發(fā)生頻率和基本任務(wù)元數(shù)量進行動態(tài)范圍內(nèi)的招標，使網(wǎng)絡(luò)能耗均衡；收到招標 信息的感知節(jié)點根據(jù)自身情況進行基于熵權(quán)的代價評估，并將代價值返回拍賣節(jié)點；拍賣 節(jié)點根據(jù)各返回值進行任務(wù)分派，并發(fā)出執(zhí)行命令。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，在拍 賣過程中，依據(jù)事件發(fā)生頻率和基本任務(wù)元數(shù)量進行動態(tài)范圍內(nèi)的招標，其拍賣節(jié)點為候 選節(jié)點的中心。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，拍賣
其中d=Rbidding，Rbidding為招標范圍半徑，Pr表示接收信號功率，Pt表示發(fā)射信號功率，Gt表示發(fā)射天線增益，Gr表示接收天線增益，d表示接收和發(fā)射天線之間的距離：射頻信號 波長；L是與傳播無關(guān)的系統(tǒng)損耗因子；ht表示發(fā)射天線高度，表示接收天線高度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，拍賣 過程中在時限約束范圍內(nèi)依據(jù)失敗次數(shù)動態(tài)擴大招標范圍，否則停止。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，投標 節(jié)點對代價的評估是基于標準離差的代價評估模型進行評估，收到邀請的感知節(jié)點根據(jù)邀 請信息，計算執(zhí)行各任務(wù)元的代價，發(fā)回參與投標的綜合代價值，成為投標節(jié)點； 對于投標節(jié)點對代價的評估，依據(jù)標準離差進行評估，從能耗代價、移動時延代價、本 地環(huán)境因子三個指標進行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，利用 標準離差的代價評估模型進行綜合評價的是依據(jù)價值排序從高到底，選擇其中n個感知節(jié) 點的協(xié)同感知值大于門限值n，而n-1個感知節(jié)點則小于門限值n，將這些感知節(jié)點加入 協(xié)同節(jié)點隊列，實現(xiàn)制造物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點協(xié)同感知調(diào)度優(yōu)化。
【文檔編號】H04L29/08GK104486400SQ201410765069
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】程良倫, 劉軍 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)