[发明专利]一种低开销的工业无线传感器选择方法

摘要

本发明公开一种低开销的工业无线传感器选择方法，提出了一种新型的制造网络框架，并设计一种资源调度器，用于选择合适的可用物理传感器当前信息来制定整体虚拟传感器实例化结果，使得全体用户的并发传感请求高效的映射至传感器云；相比于传统的直接调用物理传感器获取数据，本发明能更好地适用于工业无线传感器网络的大规模节点部署；本发明方法从网络管理者的角度来看，CPS管理者如何选择物理传感器对虚拟传感器进行实例化，使得全体用户的并发传感请求能够高效的映射至传感器云，进而使得整体网络的总开销最小。

主权项

1.一种低开销的工业无线传感器选择方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)传感器云中包含n个虚拟传感器，虚拟传感器集为VS＝{vs1,vs2,…,vsn}；(2)虚拟传感器vsi对应的当前用户集为U(vsi)，初始值|U(vsi)|＝0，1≤i≤n；(3)对于n个虚拟传感器，利用贪心算法，遍历用户发送到资源调度器的所有m'个并发传感需求，计算出虚拟传感器分别与物理传感器、用户之间的距离d(vsi,uj)：d(vsi,uj)＝vsi.s_cost+uj.u_cost其中，vsi.s_cost是虚拟传感器vsi和物理传感器vsp之间的距离，uj.u_cost是用户uj和虚拟传感器vsi之间的距离，1≤i≤n，1≤j≤m'；(4)对于j∈[1,m']，找出步骤(3)得到的距离d(vsi,uj)中最小的距离d(vsk,uj)：这时，将用户uj的集合和最小距离d(vsk,uj)对应的用户集U(vsk)一起添加到当前用户集U(vsk)中；(5)遍历当前用户集U(vsi)，找出虚拟传感器vsi所服务的用户数最少的当前用户，1≤i≤|V|，其中虚拟传感器子集V为通过资源调度器选择物理传感器对虚拟传感器进行实例化的可行方案集R＝{r1,r2,…,rm'}中所包含的n'个虚拟传感器的集合，其中n'≤n；(6)在传感器云中，同时处于活动状态的虚拟传感器的数量存在上限k，k应满足n'≤k；当n'>k时，将对应当前所服务用户最少的虚拟服务器vsi从虚拟传感器子集V中移除后剩余的虚拟传感器vsr：(7)对于步骤(6)中被移除的虚拟传感器，将它之前所服务的用户重新分配给V中剩余的虚拟传感器；(8)对于j∈[1,vsr.cur_Nu]，设计贪心算法，找出步骤(7)中移除部分虚拟服务器后剩余的n'个虚拟传感器分别与物理传感器、用户之间距离的最小值d(vsk,uj)作为开销，其中vsr.cur_Nu表示重新分配后vsr对应的当前用户；d(vsk,uj)＝min{{d1j,d2j,…,d|V|j}‑drj}这时，V更新为移除vsr后的虚拟传感器子集；(9)重复步骤(5)～(8)，直到n'＝k，最终得到对应开销最小的虚拟传感器子集V和可行方案集R。