[发明专利]基于模糊数学的农业物联网节点能耗优化方法

权利要求书

1.基于模糊数学的农业物联网节点能耗优化方法，其特征是对特定场景下NB-IoT的PSM和eDRX两种省电模式作业时间优化调配，在满足业务需求的情况下，使设备达到更低能耗的目的，而两种省电模式作业时间的调配方式，可通过模糊数学综合评判算法来进行性能分析获得优化值过程如下：

步骤1：对NB-IoT模组初始化，设定好PSM和eDRX两种模式在设备运行状态下的时间占比，设置发送周期循环向服务器平台发送字节数据；

步骤2：服务器平台收到来自NB-IoT的字节数据后，检查数据的完整度并计算数据时延；

步骤3：测量NB-IoT各状态下的能耗情况，并对所得数据量化处理；

步骤4：根据步骤2和步骤3得出的测试信息，采用模糊综合评判选择出NB-IoT两种省电模式最优作业时间分配；

对于上述步骤4中采用模糊综合评判选择出NB-IoT两种省电模式最优作业时间分配的具体步骤为：

Step1.确定因素集U＝{u₁,u₂,u₃}，其中u₁：相对能耗，u₂：数据时延，u₃：通信实时性；

Step2.确定评价集V＝{v₁,v₂,···,v_k}，其中v₁,v₂,···,v_k分别表示k个作业时间分配；

Step3.构造模糊评判矩阵，因素与省电模式作业时间的对应关系可以通过建立隶属函数，用模糊关系矩阵R＝(r_ik)_3×k表示，其中，r_ik表示第k个作业时间分配的第i项因素对应的隶属度；

Step4.构造权向量W＝{w₁,w₂,w₃}，其中权向量W与因素集U相对应，w₁,w₂,w₃分别表示相对能耗，数据时延，通信实时性所占因素权重，对于权重值的确定，根据NB-IoT应用场景的不同对能耗要求的差异，利用帕累托最优原理进行确定：

Step5.计算综合评价结果B＝WΘR,其中‘Θ’为合成算子，将模糊合成运算模型的算子记为M(·,+),则模糊综合评判结果B的表达式为：

根据模糊数学最大隶属度原则可以得到NB-IoT两种省电模式作业时间最优配置，即为对PSW和eDRX两种省电模式数据传输周期中各个作业时间的评判结果，按最大隶属度原则可知，最优作业时间应该是模糊综合评判集的最优解。