【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)涉及計算機技術(shù)、微機電系統(tǒng)技術(shù)、無線通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和人工智能等多種學(xué)科,是一個高度交叉且較為前沿的研究熱點,其應(yīng)用十分廣泛。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中單個節(jié)點的通信能力以及其擁有的能量、資源有限,節(jié)點之間必須通過協(xié)同工作才能完成全局任務(wù)。因此,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同任務(wù)分配成為其需要解決的關(guān)鍵問題之一。本文通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分析和多智能體(Multi-Agent System,MAS)理論的學(xué)習(xí),研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同任務(wù)分配問題。首先,介紹了目前幾種常用的基于多智能體理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù);然后,通過對這幾種方法深入的分析比較,提出了一種基于MAS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同任務(wù)分配機制。最后,給出了這種任務(wù)分配機制的具體過程。在基于分簇的網(wǎng)絡(luò)中,將動態(tài)聯(lián)盟與遺傳退火算法結(jié)合,對基于動態(tài)聯(lián)盟的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)分配算法進行了研究。首先,對簇內(nèi)的節(jié)點進行分級,選擇高級節(jié)點形成初始聯(lián)盟。然后,考慮網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能量消耗、任務(wù)執(zhí)行時間以及網(wǎng)絡(luò)能量均衡度這三個因素構(gòu)造多目標(biāo)代價函數(shù),并使用遺傳退火算法對多目標(biāo)代價函數(shù)進行求解。最后利用MATLAB進行了仿真實驗,并分別從任務(wù)完成時間、網(wǎng)絡(luò)能耗和負(fù)載均衡度三個方面分析了算法的性能。實驗表明,本文提出的任務(wù)分配算法具有較好的優(yōu)化效果。對于聯(lián)盟內(nèi)存在的失效節(jié)點,本文設(shè)計了一種高效的基于合同網(wǎng)的任務(wù)遷移算法。在中標(biāo)階段使用多屬性效用函數(shù)設(shè)計綜合評標(biāo)函數(shù),并引入了綜合評標(biāo)函數(shù)閾值。同時,考慮了任務(wù)間的關(guān)聯(lián)性和新節(jié)點的加入這一網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性特點,以提高任務(wù)分配的快速性。對于沒有節(jié)點響應(yīng)招標(biāo)的情況,本文采用了將任務(wù)交給盟主進行任務(wù)再分配的方式,保證了任務(wù)分配的成功率。實驗結(jié)果表明,本文提出的任務(wù)遷移算法耗費時間短,并且能夠在鄰居節(jié)點較少的情況下保證分配的成功率。
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：2756173