無線傳感器網絡協同任務分配研究

摘 要： 無線傳感器網絡的任務協同主要是任務的描述、分解、分配、調度和執行。任務分配是任務協同的主要內容，任務分配的方案直接決定著網絡能耗，從而影響網絡的生命周期。著重分析了無線傳感器網絡協同技術以及啟發式算法解決任務分配的問題，并給出了無線傳感器網絡任務分配需要進一步研究的內容和方向。

關鍵字： 無線傳感器網絡； 任務協同； 任務分配； 啟發式算法

中圖分類號： TN711?34； TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）23?0044?03

Research of collaborative task allocation in wireless sensor networks

WANG Jian， WANG Fu?bao， DUAN Wei?jun， HUANG Liang

（School of Electronics and Information， Northwestern Polytechnical University， Xi’an 710072， China）

Abstract：The task collaboration of wireless sensor networks （WSNs） refers to task description， decomposition， allocation， scheduling and execution. The task allocation is the main content of task collaboration. Furthermore， the scheme of task allocation directly determines the network energy consumption， and affects the network lifetime. The collaboration technology of wireless sensor networks and heuristic algorithm to solve collaborative task allocation problem are analyzed emphatically. Finally， the contents and direction for further research in future are put forward.

Keywords： wireless sensor networks； task collaboration； task allocation； heuristic algorithm

0 引 言

微機電系統（Microelectromechanical Systems，MEMS）、微處理器以及 Ad?hoc網絡協議的迅猛發展孕育出了無線傳感器網絡[1]，無線傳感器網絡是由大量廉價且資源有限的傳感器節點組成。由于每個傳感器節點資源有限以及計算和通信能力有限，單個節點無法解決網絡規模龐雜的問題，更無法解決網絡全局性問題。基于以上原因，WSNs中的傳感器節點要相互協同以完成任務。

WSNs協同主要包括協同資源的使用，協同任務的分配和執行以及協同信息與信號的處理[2]。任務協同中的主要部分是任務分配，因為任務分配方案直接決定著網絡能耗，從而決定了網絡的整體壽命。因此，WSNs協同任務分配具有重要的理論和現實意義。

1 無線傳感器網絡任務分配協同技術

由于WSNs具有采用射頻通信、能量有限、計算和通信能力較弱以及大規模高密度部署等特點，所以傳統分布式系統的協同方法并不能直接應用于WSNs，目前WSNs協同技術是來自分布式人工智能領域的多智能體理論。……