[发明专利]基于实际电池模型的无线传感网任务调度方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器技术领域，特别涉及一种基于实际电池模型的无线传感网任务调度方法及系统。

背景技术

由于无线传感网可以通过自身的电池在不进行人为干涉的情况下较长时间内正常运行。尤其是在环境恶劣、人类无法踏足的领域其优越性更加显著。由于电池的供电情况与其使用寿命和节点的使用时间息息相关，如何有效使地能源成为关键点。

对于特定的无线传感器网络，发送数据的长度一般情况下是固定的，但是一个很重要的参数，睡眠任务的时间长度是可以根据系统情况进行自主设定。在B-MAC协议中，有两个为了协议的可靠数据传播而必须的能量消耗是值得注意的，一个是发送导言的能量消耗，另一个是接收节点的侦听能量消耗。这两个能量消耗都是与睡眠时间联系到一起的，睡眠时间长，导言的长度相应增长，发送导言所耗能量就增加。与此同时，无效侦听的期望时间也会随之增加。同样，也不是睡眠长度越小越好，不然就一直处于侦听状态了。

现有的无线传感网的能源使用过程中无功能耗较多，主要原因是节点都是在理想电池模型下运行的，相关参数没有结合实际电池模型进行优化，并且，没有在优化的能耗参数上实现任务调度，从而没有最优地降低系统的功耗，同时，没有考虑实际电池模型，使得与实际运行有较大偏差。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种基于实际电池模型的无线传感网任务调度方法，包括以下步骤：S1：根据无线传感网的运行参数和实际电池模型以获得每个周期内不同阶段的功耗，其中，所述不同阶段包括数据的采样发送阶段、接收阶段、侦听和睡眠阶段，且所述实际电池模型为能量损耗与时间和电流的关系；S2：根据所述采样发送阶段的功耗、接收阶段的功耗、侦听和睡眠阶段的功耗获得所述无线传感网节点的总功耗模型，其中，所述总功耗模型与无线传感网节点的睡眠时间相关；S3：求解所述无线传感网节点总功耗模型的最优睡眠时间；以及S4：通过所述最优睡眠时间对无线传感网的任务进行调度使实际电池消耗的能量最小，以降低无线传感网的功耗。

根据本发明实施例的方法，通过建立无线传感网的总功耗模型，并求解无线传感网的最优睡眠时间，从而降低了无线传感网节点的功耗，同时延长了无线传感网节点的使用寿命。