[发明专利]基于太阳能补给的多媒体传感网节点任务分配方法

说明书

基于太阳能补给的多媒体传感网节点任务分配方法。基于太阳能补给的分布式多媒体传感网在运动目标检测应用场景中，节点通过红外探测装置检测运动目标是否到达其监测范围内，若处于其监测范围内，则激活任务竞标功能模块。所有可检测到目标的节点根据当前自身能量、能量预测模块计算所得的在任务执行时间内节点可获取的能量和任务能源成本三个因素将任务进行分类。不同种类的任务赋予权重因子，各节点计算加入权重后自身的预期利润，若预期利润大于等于期望利润，则加入候选集。候选集中节点互相比较自己可为任务提供的利润，选择可提供最大利润的节点执行任务。节点完成监测任务后，通过多跳中继方式将感知到的数据传到信息汇聚中心，汇聚中心再对监测数据进行分析。

技术领域

本发明属于多媒体传感网中节点的任务分配技术领域，具体涉及基于太阳能补给的多媒体传感网节点任务分配方法。

背景技术

无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks，WMSN)是由一组具有计算、存储和通信能力的多媒体传感器节点组成的分布式感知网络。它是在传统无线传感器网络的基础上增加了节点的多媒体感知功能，节点具有感知周边环境中多种媒体信息(音频、视频、图像、数值等)的能力。节点通过多跳中继方式，将感知到的数据传到信息汇聚中心，信息汇聚中心对监测数据进行分析，实现全面而有效的环境监测。

传感器节点通常使用能量有限且无法充电的普通锂电池供电，在特殊环境下无法及时地进行电池更换。因此节点的能量供给持久性问题成为传感器网络广泛应用的一个制约因素。目前太阳能光伏产业较为成熟，且拥有广阔的发展前景，因此研究人员提出了带有能量转换模块，能够进行能量补给的传感器节点。具有太阳能补给的传感器网络中的每个节点，都配备光能-电能转换模块，将太阳能转化为电能对节点进行能量供给。这样可以大大延长网络节点寿命，减少网络维护成本，但是太阳能收集具有不规律性，天气状况良好时各节点都能收集足够的太阳能并储存能量，天气状况不理想时各节点的能量收集率不高。因此需要在太阳能收集功率预测的基础上进行传感器节点的任务分配问题研究。

尽管针对能量问题已经提出了具有收集能量操作的节点模型的解决方案，但是没有关注任务到达网络时如何进行任务分配，从而尽可能提高网络对任务的利润。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供基于太阳能补给的多媒体传感网节点任务分配方法，基于太阳能补给传感器节点，针对监测目标的有效性，并考虑有向覆盖，以及任务与节点间的位置关系，分析节点竞标因素，完善多媒体传感器网络性能。

本发明提供基于太阳能补给的多媒体传感网节点任务分配方法，包括如下总部后，步骤S1、部署节点后，每个节点获取自身节点信息，并将节点能源分为当前电容能量和电池能量两个部分；

步骤S2、当待监测目标进入节点监测范围后，节点获取待监测运动目标信息；

步骤S3、根据太阳能收集预测模型计算在任务执行时间内节点可获取的能量；

步骤S4、可监测到目标的各节点根据自身当前电容器能量、当前电池能量以及预期在任务执行期间可获得能量与监测任务预期所需能量进行比较，将任务进行分类；

步骤S5、计算每个节点自身可为任务提供的利润p_ij^*，节点根据任务分类计算加入权值w后的p_ij^*，将加入权值w后的p_ij^*与预设的期望利润进行比较，若p_ij^*大于等于则向该任务投标，向周围节点发送自身p_ij^*；否则，不参与投标；

步骤S6、候选集中节点互相交换节点i对任务j的利润p_ij^*后，p_ij^*最大的节点激活监测功能执行任务。