[发明专利]时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统

说明书

本发明提供了时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统，通过采用平衡策略、稀释策略、使能新的通道、禁止通道、增加最低优先级的消息的周期、删除具有较低优先级的消息等方式的选择或组合，能够有效管理任何添加的或者移除的消息，实现了可行的且优化的任务调度。

技术领域

本发明涉及RWSN(Reconfigurable Wireless Sensor Networks，可重新配置的无线传感器网络)中消息的传输调度方法和系统，更具体地，涉及时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统。

背景技术

WSN(Wireless Sensor Networks，无线传感器网络)是由部署在监测区域内的大量传感器节点以自组织和多跳的方式构成的传感器网络，具有大规模、低功耗、低成本和自组织等典型特点，能够广泛应用于环境监测等多个领域。在WSN中，传感器节点是由一次性的电池供电，并且传感器节点由于计算能力低、能量有限的特点，无法独自完成较复杂的应用。因此，网关需要将应用程序分解为多个具有优先级关系的任务，并调度到多个传感器节点上处理。

现阶段，WSN中的任务调度算法主要分为静态调度算法和动态调度算法，静态算法是指所有的任务——资源映射策略在调度前已经确定,而动态调度算法是指部分任务——资源映射策略是在调度期间根据实际情况确定。因此，静态调度算法相对比较简单、运行开销小、对数据依赖小，但静态调度算法对于资源的分布性以及异构性支持力度不够，而动态调度算法很好的解决异构性分布性带来的负载平衡问题、效应测定问题、任务迁徙问题。采用动态调度算法的WSN可以称为RWSN，即可重新配置的无线传感器网络。

RWSN中降低任务完成的能耗，平衡传感器节点的能量消耗有利于延长网络寿命，而任务完成的实时性和可靠性是提高网络应用性能的重要指标。但是在实际动态调度过程中，经常会出现计算时间长、能量消耗大等情况，因此，RWSN中动态调度需要综合考虑任务完成的时间、能耗等多个QoS(Quality of Service，服务质量)性能指标，即要满足时间约束和能量约束。

然而，现有技术中，当在RWSN中添加或者移除任务，例如消息时，通常会违反时间约束和能量约束，即会产生时间长和/或能耗高的问题。

发明内容

本发明提出了时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法和系统，其提出了一种新的动态解决方案：采用平衡策略(Balance)、稀释(Dilute)策略以及两者的组合，通过设置如何以及何时执行重新配置来满足运行时的时间约束和能量约束，本发明能够有效管理任何添加的或者移除的消息，实现了可行的且优化的任务调度。

本发明所提供的时间和能量约束下RWSN中消息的传输调度方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤101，节点接收消息m_i，将m_i添加到单一通道c_j中，其中，m_i∈M，M为要被传输的消息集合，m_i为新的周期性的消息；

步骤102，判断系统是否是时间可行的并且能量可行的，如果是，那么在通道c_j中传输m_i，否则进入步骤103；

步骤103，所述节点在平衡(Balance)策略和稀疏(Dilute)策略中选择一个策略来调度消息m_i；

步骤104，判断系统是否是时间可行的并且能量可行的，如果是，那么就进入步骤105，否则进入步骤106；

步骤105，利用步骤103中选择的策略传输m_i；

步骤106，判断系统是否是时间可行的但是能量非可行的，如果是，那么就进入步骤107，否则进入步骤108；