[发明专利]面向机场货站货物信息采集的WSN网络拥塞控制调度方法

权利要求书

1.一种面向机场货站货物信息采集的WSN网络拥塞控制调度方法，所述的面向机场货站货物信息采集的WSN网络拥塞控制调度方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)首先将机场货站的货物信息进行分组，针对不同的信息分组赋予不同的初始权重，而后结合发送周期的不同，动态调整信息分组的优先级，并根据优先级从大到小构成信息分组发送队列，优先发送处于发送队列队头即优先级较高的信息分组；

步骤2)为了确保不会有过多的信息分组注入到无线链路中，造成无线链路网络拥塞，利用滑动窗口对信息分组的大小进行控制；

步骤3)当利用网络拥塞预测算法检测到WSN信息采集系统发生网络拥塞时，构建备选节点选择模型，然后采用多属性决策算法选择出适合进行下一跳的分流节点，并从分流节点中选择最优分流节点而建立起分流传输路径，以进行网络拥塞流量分流，由此缓解网络拥塞问题；

其特征在于：在步骤3)中，所述构建备选节点选择模型，然后采用多属性决策算法选择出适合进行下一跳的分流节点，并从分流节点中选择最优分流节点而建立起分流传输路径的具体步骤如下：

3.1.1)定义节点i的状态为：C_i＝{x_i1,x_i2,x_i3,x_i4}，用x_ij表示节点i的属性值，共采用网络拥塞程度、剩余能量、距离原始目的节点的跳数和信道接入率四个属性值；

3.1.2)流量网络拥塞发生节点首先在n个邻居节点中排除网络拥塞节点，将无网络拥塞节点作为建立分流传输路径的备选节点，设备选节点的个数为m个；

3.1.3)对备选节点的属性值进行归一化处理，公式如下：

其中，v_ij为经过归一化处理后的备选节点的属性值；m为备选节点的个数；

3.1.4)由上述经过归一化处理后的备选节点的属性值生成备选节点规范矩阵，如下式所示：

对所有属性值进行加权处理，四个属性值的权向量(w₁,w₂,w₃,w₄)数值选择为(0.4,0.2,0.2,0.2)，确定权向量后生成加权判断矩阵R，如下式所示：

R＝(r_ij)_m×n＝w_j×v_ij

其中r_ij为加权判断矩阵中的任意项；

为了简化计算将坐标原点(x＝0,y＝0)平移到理想点位置，计算理想解集合S₊：

S₊＝{S_j⁺|j＝1,2,...,n}

其中S_j⁺由下式所得：

在备选节点的四个属性中，网络拥塞程度和距离原始目的节点的跳数绝对偏差是越小越好，属于成本型指标即反向指标；剩余能量和信道接入率是越大越好，属于效益型指标即正向指标；当节点i的属性值x_ij为效益型指标时，S_j⁺的取值为max{r_ij}，当节点i的属性值x_ij为成本型指标时，S_j⁺的取值为min{r_ij}；确定平移后的理想解：

T＝(t_ij)^m×n

其中：

t_ij＝r_ij-s_j⁺

下面进一步确定平移后的负理想解H^-；经过平移后理想解T变成{0,...,0}，同时负理想解变为：

H^-＝{H_j^-|j＝1,2,...,n}

其中H_j^-＝t_kj同时

步骤3.1.5)利用多属性决策算法选择分流节点

采用基于“垂面”距离的TOPSIS算法--正交投影法计算出各个备选节点距离最优分流节点的垂直距离P_i，公式如下：

其中b为平移后的理想解T即0向量,c为平移后的负理想解H^-,T_i为平移后的理想解T的第i个行向量，i＝1,2...m，m为备选节点的个数；在计算垂直距离P_i过程中由于理想解、负理想解之间的距离对各方案来说为常数，故只需计算：

P_i＝|(b-c)·(b-T_i)|

b为平移后的理想解即0向量，代入上式中得：

P_i＝|(-c)·(-T_i)|

即：

步骤3.1.6)选取最优备选节点而建立起新的分流传输路径，对网络拥塞流量进行分流传输

将得到的各个备选节点的垂直距离P_i从小到大进行排列，即为备选节点从最优到最差的排列；选取最优备选节点而建立起新的分流传输路径，对网络拥塞流量进行分流传输，直到系统稳定并低于网络拥塞阈值时，拆除新建的分流传输路径，以便节省能量。