專利名稱：基于無線傳感器網(wǎng)絡的多移動代理組遷移方法
技術領域：
本發(fā)明是一種對于無線傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點部署移動代理后進行動態(tài)遷移的解決策略。主要用于解決傳統(tǒng)程序燒寫部署后難以實時修改的問題，并提供了一種代理遷移的策略，進而服務普適傳感網(wǎng)中的智能代理系統(tǒng)，屬于傳感網(wǎng)和智能移動代理領域。
背景技術：
無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks,簡稱WSNs)是將傳感器系統(tǒng),計算系統(tǒng)和通信系統(tǒng)相結合的產(chǎn)物。隨著無線通信技術和電子器件技術的快速發(fā)展，低成本、低功耗、多功能的無線傳感器應用領域變得極為廣泛，這同時也促動了由成百上千微型傳感器節(jié)點自組織構成的無線傳感器網(wǎng)絡的應用，主要表現(xiàn)在軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、智能建筑和其他商業(yè)領域。然而，現(xiàn)在的無線傳感器網(wǎng)絡只針對指定應用進行構建，這些被指定的應用需要在編碼后預安裝在傳感器節(jié)點上，然后再被部署在指定的物理環(huán)境下。這就導致在進行應用的升級和修改時需要回收部分節(jié)點，這就會終止一些其他正在節(jié)點上處于進行態(tài)的應用，因此造成很大的不便。未來操作系統(tǒng)需要為一個已存在的無線傳感器網(wǎng)絡來部署即時的應用，這會對無線傳感器網(wǎng)絡的優(yōu)化和普及產(chǎn)生深遠的影響。移動代理是一種分布式網(wǎng)絡系統(tǒng)中的解決方案，作為移動代碼方法(如applet)的一種擴展，移動代理在不久的將來可能替代傳統(tǒng)的客戶機/服務器模型。該領域的眾多研究者將移動代碼概念擴展成可在主機間遷移的“移動實體”，即代碼+數(shù)據(jù)。移動代理的概念是在此基礎上把實體擴展成代碼+數(shù)據(jù)+狀態(tài)，這樣，移動代理可以在一個地方執(zhí)行以后，將數(shù)據(jù)，狀態(tài)及代碼遷移到另一臺主機繼續(xù)執(zhí)行。移動代碼和移動實體的遷移必須依賴于外部實體，而移動代理的遷移則可具有一定的自主性，如

圖1所示。無線傳感器網(wǎng)絡存在感知數(shù)據(jù)量大、無線通信帶寬低、每個網(wǎng)絡節(jié)點分配到的能量有限、所在環(huán)境不可靠等問題。利用移動代理技術可以將代碼“插入”到網(wǎng)絡的特定節(jié)點上，以定制網(wǎng)絡的運作過程，這種定制代碼不僅具有強大的表達能力，而且可以靈活地在網(wǎng)絡中遷移，完成復雜的網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理操作，實現(xiàn)了計算向數(shù)據(jù)的集中，大大簡化以往復雜的通信規(guī)程，降低節(jié)點通信開銷和數(shù)據(jù)流量，從而有效地延長網(wǎng)絡壽命?，F(xiàn)存研究已經(jīng)證明了在無線傳感器網(wǎng)絡中應用移動代理來使用即時應用的有效性。然而，在涉及到移動代理的協(xié)作和組遷移的兩個問題使得移動代理的現(xiàn)存形式不實際。前者缺乏一個合適的體系使得代理之間能協(xié)作和交互；后者是缺乏有效的方式來實現(xiàn)移動代理的組遷移。為了處理這些問題，需要一個體系結構來組織移動代理并且使得多代理的組遷移成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題:本發(fā)明的目的是在無線傳感器網(wǎng)絡使用移動代理的基礎上，提供了一種多移動代理組遷移策略，用于解決當前在無線傳感網(wǎng)上進行多代理遷移困難等問題。本發(fā)明可高效的進行移動代理組遷移，進而服務于無線傳感器網(wǎng)絡。技術方案:本方案基于無線傳感器網(wǎng)絡和移動代理技術，首先給出如下定義:
本地集中碼段應用程序(locally centralized applications):部署在無線傳感器網(wǎng)絡中的指定移動代理進程。本地集中碼段應用與傳感數(shù)據(jù)相關，需要對傳感數(shù)據(jù)進行評估，并且根據(jù)程序需要進行合作和交互。另一方面，需要具備自身重部署能力。主組件代理(master agent):主組件代理管理所有組件的遷移信息和其他組件代理的活動周期。主組件代理根據(jù)本地集中碼段應用的需求處理其他代理提供的感知數(shù)據(jù)，同時收集和交換子組件代理的信息。每一個本地集中碼段應用有且僅有一個主組件代理。子組件代理(slave agent):子組件代理用于獲取傳感器數(shù)據(jù)，并上報給主組件代理。多個子組件代理可以共存于一個本地集中碼段應用。每個本地集中碼段應用可以包含多個子組件代理。通信組件代理(communication agent):通信組件代理用于交換無線傳感器網(wǎng)絡實體信息，需要通過遷移來收集和交換信息。每個本地集中碼段應用可以有一個或更多的通信組件代理。中間件軟件(middleware):屏蔽物理層和操作系統(tǒng)層，用于運行行動代理機制的軟件實體，如圖2所示。方法流程:該方法包括的步驟為: 步驟I).分布在各個傳感器節(jié)點上的一個主組件代理、通信組件代理和若干個子組件代理共同構成運行在無線傳感器網(wǎng)絡中的本地集中應用程序；
步驟2).傳感器節(jié)點在目標實體周圍進行監(jiān)測，第一個偵測到目標實體信息的節(jié)點成為簇頭，主組件代理遷移至簇頭；
步驟3).節(jié)點根據(jù)選取接收信號強度指示RSSI選擇目標實體周圍的三個節(jié)點的位置坐
標Z1(X1A)，Z2O2A)，石( )，以及目標實體到這三個節(jié)點的信號距離根
據(jù)三邊定位公式:
jrI ,|:3JjI , ,2 j )
^ _ n + r2 廠2+ G+rI—廠1 + 勹+廣3 ^3 + ^1
——^i i 廠，、_—1 廠
--+-+- --+-+-*
Γ1 抑2 r2+r3 rS+ rlrl+r2 r2+r3 r3+rl
計算出￡ = 時刻的目標實體的位置1(1 = rD) , X(I = T0)為坐標系中關于^ , 的二維向量，其中. ,; 為目標實體當前的二維位置向量；
步驟4).定義某一時刻t第k個節(jié)點獲得傳感器的數(shù)據(jù)信息量為Zfc(I)，根據(jù)高斯信息
量采集公式/⑷計算出^ f，其中 為在 時間內(nèi)第I個
、!2勝= 11. I
節(jié)點到目標節(jié)點的歐幾里得距離；V為圓周率常數(shù)；σ為正態(tài)分布的標準差，描述了正態(tài)分布資料數(shù)據(jù)分布的離散程度；e為自然對數(shù)；定義信息量門限閾值為ImsAciW JJP々Threshold _UP = 1 ( = Τ )；步驟5).主組件代理生成新的通信組件代理并將I0(t=T0)和信息量門限閾值Threshold_UP這兩個值傳遞給通信組件代理，通信組件代理隨之進行遷移；
步驟6).通信組件代理在某一個時間T1；.到達第K個節(jié)點時，再次利用步驟3)中的質(zhì)心定位算法計算出此時目標實體的位置IΧ(t =Tk)，利用高斯信息量采集公式計算出Ix(t= Tk),并曰令
權利要求
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的多移動代理組遷移方法，其特征在于該方法包括的步驟為:步驟1).分布在各個傳感器節(jié)點上的一個主組件代理、通信組件代理和若干個子組件代理共同構成運行在無線傳感器網(wǎng)絡中的本地集中應用程序； 步驟2).傳感器節(jié)點在目標實體周圍進行監(jiān)測，第一個偵測到目標實體信息的節(jié)點成為簇頭，主組件代理遷移至簇頭；步驟3).節(jié)點根據(jù)選取接收信號強度指示RSSI選擇目標實體周圍的三個節(jié)點的位置坐標Z1(U1)，Χ2(,τ2,Λ)，，以及目標實體到這三個節(jié)點的信號距離.1,5,. ,根據(jù)三邊定位公式:
全文摘要
一種基于無線傳感器網(wǎng)絡的多移動代理組遷移策略，提出了一種擁有三種不同類型的移動代理形態(tài)的體系結構來分時分角色的處理在通信過程中的協(xié)作和遷移問題；同時設計了可行的遷移步驟來支撐此應用體系。本發(fā)明采用自行研發(fā)的中間件軟件和有效的移動代理遷移方式，縮短了大量傳感器節(jié)點通信時網(wǎng)間的擁塞，提高了通信效率，減少了能耗，并且為未來的移動代理遷移技術提供了有益的參考。
文檔編號H04L29/08GK103118110SQ20131003815
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權日2013年1月31日
發(fā)明者王汝傳, 陸陽, 葉曉國, 黃海平, 蔣凌云, 孫力娟, 徐佳, 陳九天, 陳贏 申請人:南京郵電大學