CPS傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)調(diào)度設(shè)計(jì)

宋玉亭

摘 要：針對(duì)CPS系統(tǒng)中能否高效調(diào)度傳感器節(jié)點(diǎn)資源，提出一種基于混合蛙跳算法的任務(wù)調(diào)度算法。混合蛙跳算法兼具模因演化算法和粒子群算法的特點(diǎn)，同時(shí)也存在容易陷入局部最值、收斂速度不佳的缺點(diǎn)。針對(duì)這些問(wèn)題，結(jié)合CPS傳感器任務(wù)調(diào)度的特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略，利用混合蛙跳算法求得最優(yōu)解。

關(guān)鍵詞：CPS;傳感器節(jié)點(diǎn);任務(wù)調(diào)度;混合蛙跳算法;優(yōu)化策略;粒子群算法

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2019）03-00-02

0 引 言

信息物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS）是一個(gè)集傳感器系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等眾多子系統(tǒng)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，各子系統(tǒng)相互協(xié)作，共同完成CPS任務(wù)要求。CPS通過(guò)傳感器系統(tǒng)獲取物理世界的信息。傳感器系統(tǒng)是由眾多傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的具有一定自組織能力的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，各傳感器節(jié)點(diǎn)相互協(xié)作完成特定的感知任務(wù)。通常傳感器節(jié)點(diǎn)的電源模塊攜帶能量較少，因此合理分配和管理傳感器資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的有效調(diào)度已成為目前CPS研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。混合蛙跳算法是一種全新的群智能化算法，利用該算法可滿足簡(jiǎn)單、收斂速度快、算法參數(shù)少、尋優(yōu)速度快等要求。本文將混合蛙跳調(diào)度算法融入CPS傳感器節(jié)點(diǎn)調(diào)度中，提出了一種基于混合蛙跳多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度算法。

1 任務(wù)調(diào)度模型

假設(shè)有N個(gè)獨(dú)立的任務(wù)競(jìng)爭(zhēng)使用傳感器網(wǎng)絡(luò)中的M個(gè)節(jié)點(diǎn)，傳感器網(wǎng)絡(luò)任務(wù)調(diào)度的實(shí)質(zhì)是將N個(gè)相互獨(dú)立的任務(wù)合理分配到M個(gè)異構(gòu)可用傳感器資源上執(zhí)行[1]。……