[发明专利]基于合同网的无线传感器任务分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体涉及一种基于合同网的无线传感器任务分配方法。

背景技术

无线传感器网络是一种信息获取以及处理网络技术，它有着广泛的应用和发展前景，在军事、工业、商业等领域体现出许多的优越性。任务分配问题是无线传感器网络中必须解决的一个重要问题，也是多代理系统中的热点问题之一。无线传感器网络有着自组织性、动态性等特点，同时又有着网络通信资源受限、节点之间存在通信冲突的问题，这就需要合理设计其任务分配算法，减小网络节点的能耗，从而延长节点的生命周期。

在合同网协商过程中涉及到两类节点：管理节点和普通节点。管理者产生任务后，向系统中的普通节点发布任务招标书；各普通节点根据任务属性和资源情况评价任务，决定是否向管理者投标；管理者接收标书并对标书进行评估，根据评估结果选择一个合适的普通节点作为承担者，签订合同；被授予合同的承担者向管理者确认接受任务。

申请号为201010033866.4，名称为“基于协商的无线传感器网络任务分配方法”的中国发明专利申请公开的技术方案为：无线传感器网络中的节点作为招标方发布招标启事，等待竞标方出价；收到竞标邀请的节点根据对待分配任务的可完成度以及其当前剩余能量来决定是否参与竞标，决定参与竞标的节点作为竞标方就待分配任务的各个属性进行出价；招标方采用多属性效用函数来评价与竞标方的协商过程中各竞标方的出价方案，然后选择标的。本发明在任务分配过程中就考虑到了节点的剩余电量和任务预期能耗等因素，采用多属性效用函数来评价分配方案的优劣，提高了分配的综合效用值，把即时成功策略、轮次模糊策略和无失败策略融入到MAS自动协商算法中，提高了任务分配的实时性，灵活性和成功率。

在该申请中，只考虑了任务分配过程中的招标环节和中标环节，具有一定的局限性。

申请号为201010618362.9，名称为“基于合同网的簇结构无线传感器网络任务分配方法及装置”的中国发明专利申请公开的技术方案为：一种基于合同网的簇结构无线传感器网络任务分配方法及装置，其中，所述方法包括：S1：管理者向剩余能量大于能量阈值的节点发送任务邀请；S2：参与节点根据对任务的可完成度和自己的剩余能量给出初始报价；S3：在最大协商时间之前，管理者和参与节点根据基于时间t的鲍威尔收敛机制进行价格让步协商，当协商双方的报价满足预置条件时，协商成功，将对应的参与节点作为标的；S4：管理者将任务分配给中标的节点，并向所有参与节点发送任务已分配通知。本发明采用能量作为协商参与门槛，降低协商复杂度的同时平衡各节点能量；在任务分配实时性和任务分配效用上取得一定的平衡；还可以实现复杂任务的分层任务分配。

在该申请中，节点招标时，只考虑了能量因素，不足以全面反应节点性能。

传统的协商方法中，管理者针对大量普通节点招标，这既极大地增加了网络的能量消耗，又加重了管理节点的管理负担。同时，普通节点投标时，将节点当前的信息作为标值写入标书中，但招投标过程需要花费一定的时间，在这段时间内，普通节点的状态、性能有可能发生变化，只考虑节点当前的状态会使标值不能精确地反映节点的情况。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于合同网的无线传感器任务分配方法，能够减少投标节点的范围以减少网络的能量消耗和通信冲突，并使标书更准确地反应节点接收任务时的情况，提高任务的完成率和完成质量。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于合同网的无线传感器任务分配方法，包括步骤：

S101：对网络中普通节点进行聚类，分为高级节点和低级节点；

S102：任务发布节点产生任务并与高级节点间进行招投标过程；

S103：中标的高级节点对其管理的低级节点发布招标书；

S104：低级节点判断自己是否符合要求，并根据自身情况决定是否投标，如果决定投标，则转入步骤S105，否则不参与投标；

S105：低级节点投标时，预测中标时的情况并写入标书中；

S106：高级节点判断是否超过投标时限；若未超过，则继续接收投标书；若超过时限，则停止接受投标书并转入下一步；

S107：高级节点根据投标书选择合适的低级节点并授予标书，招投标过程完成。

优选地，所述步骤S101中聚类的方法进一步包括步骤：

S201：初始化，选定一个停止参数ξ，并随机选择若干个聚类中心；