一種執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)（wirelesssensorandactornetworks,WSANs)是近 年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施、自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。它衍生于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) (wirelesssensornetworks,WS化），由眾多的傳感器（sensor)和執(zhí)行器（actor)組成，通 過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)方式，完成分布式感測(cè)任務(wù)和執(zhí)行任務(wù)。
[0003] WSAN的一個(gè)重要研究方向就是節(jié)能，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂茖?duì)無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)性能影響 顯著，良好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠提高路由協(xié)議和MC協(xié)議的效率從而減少網(wǎng)絡(luò)能源的消耗。 CN201010613751介紹了一種新型的無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)分簇方法，使用了加權(quán)維諾圖的 方法，但沒(méi)有給出執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的定量計(jì)算方法，所W還有進(jìn)一步提升的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為解決上述問(wèn)題，提供了一種執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的定量計(jì)算方法。包括 W下步驟： 陽(yáng)0化]步驟100,確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型W及執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型，如果網(wǎng)絡(luò)為面 向能量型且節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為固定節(jié)點(diǎn)，那么轉(zhuǎn)入步驟200 ; 陽(yáng)006] 步驟200,確定計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力所需的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)；
[0007] 步驟300,對(duì)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行歸一化；
[0008] 步驟400,確定各類(lèi)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)在計(jì)算中所占權(quán)重；
[0009] 步驟500,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、各類(lèi)參數(shù)歸一化后的值、權(quán)重，計(jì)算執(zhí)行器節(jié) 點(diǎn)的執(zhí)行能力。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型包括但不僅限于面向能量型、面向 時(shí)延型、面向可靠性型。。
[0011] 進(jìn)一步的，所述的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)類(lèi)型包括但不僅限于固定執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)執(zhí)行器 節(jié)點(diǎn)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的參數(shù)包括并不僅限于執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)能量、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn) 緩沖區(qū)容量、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)帶寬、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)操作時(shí)延、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)每次操作消耗能量、執(zhí)行 器節(jié)點(diǎn)通信距離、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度。
[0013] 本發(fā)明利用網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、各類(lèi)參數(shù)歸一化后的值、權(quán)重，計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn) 的執(zhí)行能力，能夠定量的評(píng)價(jià)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)能力大小，為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造提供了基礎(chǔ)，并且能夠 提高網(wǎng)絡(luò)效率。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲 得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015] 本實(shí)施中提供了一種執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的定量計(jì)算方法。包括W下步驟：
[0016] 步驟100,確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型W及執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型，如果網(wǎng)絡(luò)為面 向能量型且節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為固定節(jié)點(diǎn)，那么轉(zhuǎn)入步驟200 ;
[0017] 具體的，無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型是由無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)所使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議決定的，在無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)初始化階段，首先獲取協(xié)議名稱，與無(wú)線傳感器執(zhí)行器 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型。如果無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng) 絡(luò)協(xié)議不在已知的數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么采用W下的方法來(lái)確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型：
[0018] 記執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行一次操作所需能量為Ex,總能量為E，完成一次操作的時(shí)延限制 (即執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)應(yīng)在規(guī)定時(shí)間能完成操作）為T(mén)e(單位秒），執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)有n個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)， 與鄰居節(jié)點(diǎn)傳輸可靠率的集合為出1，Rz...R。}，使用W下公式計(jì)算無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 的類(lèi)型參數(shù)P:
[0020] 如果PG化0. 3)，那么確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)為面向能量型網(wǎng)絡(luò)。 陽(yáng)021] 步驟200,確定計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力所需的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)；
[0022] 如果無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)為面向能量型網(wǎng)絡(luò)，那么選擇執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)剩余能量 Ek、一次操作所需能量己、一次通信所需能量Ey、一次操作所需時(shí)間L、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)總能量E、 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)控制范圍S、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小L中的全部或者部分作為計(jì)算執(zhí)行能力所 需要的參數(shù)。
[0023] 步驟300,對(duì)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行歸一化；
[0024] 如果執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)制造工藝相同，即都為同廠家生產(chǎn)的同樣節(jié)點(diǎn)，那么所述的執(zhí)行 器節(jié)點(diǎn)剩余能量而、一次操作所需時(shí)間L、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)總能量E、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)控制范圍S、執(zhí) 行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小L都置為1 ;一次操作所需能量己、一次通信所需能量Ey的歸一化方法 為：
為歸一化后取值。
[00%] 如果執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)制造工藝不同，即為不同廠家生產(chǎn)的不同節(jié)點(diǎn)或同廠家生產(chǎn)的不 同類(lèi)型節(jié)點(diǎn)，那么依照W下方法對(duì)各參數(shù)進(jìn)行歸一化：
[0027] 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)剩余能量Ek的歸一化方法為：
[0029] 其中Eki為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的剩余能量，E1為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的總能量，EKi' 為Eki歸一化后取值，n為網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，E1為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的總能量；
[0030] 一次操作所需能量Ex的歸一化方法為：
陽(yáng)0巧其中Eu為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的一次操作所需能量，E 為Exi歸一化后取值；
[0033] 一次通信所需能量Ey的歸一化方法為：
[00對(duì)其中Eyl為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的一次操作所需能量，E yi'為Eyl歸一化后取值；
[0036] 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)總能量E的歸一化方法為：
[0037]
[003引其中Ei'為Ei歸一化后取值，Em。為所有節(jié)點(diǎn)中節(jié)點(diǎn)總能量的最大值，「1表示向 上取整；
[0039] 一次操作所需時(shí)間Tx的歸一化方法為：
[0041] 其中T"為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的一次操作所需時(shí)間，T"'為歸一化后取值，Lm。、、 Lmm分別為一次操作所需時(shí)間Ty的最大值和最小值；
[0042] 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)控制范圍S的歸一化方法為：
W44] 其中Si為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的控制范圍，S1'為歸一化后取值，Smg,、Smi。分別為執(zhí) 行器節(jié)點(diǎn)控制范圍的最大值和最小值；
[0045] 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小L歸一化方法為：
[0047] 其中Li為第i個(gè)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)大小，L1'為歸一化后取值，Lmg,、Lmi。分別為 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小的最大值和最小值；
[0048] 步驟400,確定各類(lèi)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)在計(jì)算中所占權(quán)重；
[0049] 如果選用的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)為m個(gè)，不作特別指定的情況下，各參數(shù)的權(quán)重為
[0050] 如果選用的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)為m個(gè)，并且可W確定各個(gè)參數(shù)的重要程度，那么按 照重要程度從低到高的順序，可W依次指定參數(shù)權(quán)重為
陽(yáng)051] 如果選用的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)恰巧為執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)剩余能量Ek、一次操作所需能量 己、一次通信所需能量Ey、一次操作所需時(shí)間L、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)總能量E、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)控制范圍 s、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小L而且不能確定各個(gè)參數(shù)的重要程度，那么可W按照?qǐng)?zhí)行器節(jié)點(diǎn) 剩余能量Ek權(quán)重0. 3、一次操作所需能量E,權(quán)重0. 1、一次通信所需能量Ey權(quán)重0. 1，一次 操作所需時(shí)間Tx權(quán)重0. 1、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)總能量E權(quán)重0. 2、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)控制范圍S權(quán)重0. 1、 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小L權(quán)重0. 1來(lái)分配參數(shù)權(quán)重。
[0052] 步驟500,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、各類(lèi)參數(shù)歸一化后的值、權(quán)重，計(jì)算執(zhí)行器節(jié) 點(diǎn)的執(zhí)行能力。
[0053] 具體的，如果選用的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)為m個(gè)，不作特別指定的情況下，使用下面的 公式來(lái)計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行能力Am。：
陽(yáng)0對(duì)其中Xi、X2. . .Xm為選用的第1到m個(gè)參數(shù)。
[0056] 如果選用的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)為m個(gè)，并且可W確定各個(gè)參數(shù)的重要程度，使用下 面的公式來(lái)計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行能力Am。：
[005引其中Xi'、X2' ...Xm'為選用的依照重要性從低到高排列的第1到m個(gè)參數(shù)。
[0059] 如果選用的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)恰巧為執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)剩余能量向、一次操作所需能量 Ey、一次通信所需能量Ey、一次操作所需時(shí)間L、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)總能量E、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)控制范圍 S、執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)大小L而且不能確定各個(gè)參數(shù)的重要程度，使用下面的公式來(lái)計(jì)算執(zhí) 行器節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行能力Am6:
[0060] Aexe=O. 3Er< +0.lEx< +0.IE/ +0.IlV+0.沈'+0.IS' +0.IL'
[0061] 本實(shí)施例根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、各類(lèi)參數(shù)歸一化后的值、權(quán)重，計(jì)算執(zhí)行器節(jié) 點(diǎn)的執(zhí)行能力，能夠適用于不同的應(yīng)用背景，方便快速的計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行能力，提高 了網(wǎng)絡(luò)效率。
[0062] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：W上實(shí)施例僅用W說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然 可W對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而運(yùn)些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟100,確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型以及執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型，如果網(wǎng)絡(luò)為面向能 量型且節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為固定節(jié)點(diǎn)，那么轉(zhuǎn)入步驟200 ; 具體的，無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型是由無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)所使用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議決 定的，在無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)初始化階段，首先獲取協(xié)議名稱，與無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型。如果無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議不在已知的數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么采用以下的方法來(lái)確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型： 記執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行一次操作所需能量為Ex，總能量為E，完成一次操作的時(shí)延限制（即 執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)應(yīng)在規(guī)定時(shí)間能完成操作）為T(mén)b (單位秒），執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)有η個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)，與鄰 居節(jié)點(diǎn)傳輸可靠率的集合為（R1,R2...RJ，使用以下公式計(jì)算無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的類(lèi) 型參數(shù)P:如果Pe(〇, 〇. 3)，那么確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)為面向能量型網(wǎng)絡(luò)； 步驟200,確定計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力所需的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)； 步驟300,對(duì)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行歸一化； 步驟400,確定各類(lèi)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)在計(jì)算中所占權(quán)重； 步驟500,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、各類(lèi)參數(shù)歸一化后的值、權(quán)重，計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的 執(zhí)行能力。
【專利摘要】一種執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力的定量計(jì)算方法。包括以下步驟：步驟100，確定無(wú)線傳感器執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型以及執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型，如果網(wǎng)絡(luò)為面向能量型且節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為固定節(jié)點(diǎn)，那么轉(zhuǎn)入步驟200；步驟200，確定計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行能力所需的執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)；步驟300，對(duì)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行歸一化；步驟400，確定各類(lèi)執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)參數(shù)在計(jì)算中所占權(quán)重；步驟500，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、節(jié)點(diǎn)類(lèi)型、各類(lèi)參數(shù)歸一化后的值、權(quán)重，計(jì)算執(zhí)行器節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行能力。
【IPC分類(lèi)】H04W40/24, H04W84/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105392176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510673459
【發(fā)明人】許海霞, 馬仁榮, 王國(guó)強(qiáng), 宿波, 張秀浩, 田敏, 姜藝, 張國(guó), 崔克東, 趙朋昌
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司泰安供電公司, 國(guó)網(wǎng)山東寧陽(yáng)縣供電公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日