专利名称：低成本分布式驱动大型特殊传感器网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器网络的领域，尤其是一种低成本分布式驱动大型特殊传感器网络。
背景技术：
在传感器网络中分布式驱动是一种主要的手段，它是依靠传感器提供的信息和执行器的能力来精确地达到所要期望的条件。在大型特殊式传感器执行器网络中，传统的集中控制形式已不在受欢迎，因为比例精度、对信息迟滞和能量消耗量等因素的限制。传感器网络能使我们的电脑时刻关注我们身边发生的任何事情，而执行器则可以有效地影响、控制和改变我们周围的环境力图可以让我们得到一系列理想的环境。在很长 的一段时间里，感官-计算-执行器环电路被广泛地研究和应用在许多控制和自动控制等领域。低成本无线传感器结被使用为办公室环境，工业体系，公共场所和且居民住房等环境监测和控制，而且已经倍受许多产业的关注，因为这里面潜在着很大的经济效益。这种系统可以用以往不可能实现的方式来控制和设计环境。除此之外，现在系统不仅可以易于掌握和操作而且在为热化，冷却，安全，点燃，并且空气湿气和质量管理可能被带来在更紧凑和理性控制之下在传感器面前提供反馈信息和执行器器必要做渴望的变动。低成本无线传感器结被使用为办公室环境，工业体系，公共场所和且居民住房等环境监测和控制，而且已经倍受许多产业的关注，因为这里面潜在着很大的经济效益。这种系统可以用以往不可能实现的方式来控制和设计环境。除此之外，现在系统不仅可以易于掌握和操作而且在为热化，冷却，安全，点燃，并且空气湿气和质量管理可能被带来在更紧凑和理性控制之下在传感器面前提供反馈信息和执行器器必要做渴望的变动。对于相关的小型系统中，如在小型的办公室，小型的著作住宅环境里在通过传感器采集到的信息然后传到中央处理器完成必要的计算后在把指令放送给执行器的过程中，执行器就不能承受太多的命令。在这样的情况下，把中央处理器分3部分的话就可以缓解资源的紧张。然而在大型的工作环境中，由于信息要快速的传送所以能量消耗也大这样的大型的中央处理器将非常的昂贵。举个例子说吧，就拿开灯来讲当人走进房间时即使是500毫秒的延时也无法让消费者满意。与此同时无线节点网要频繁地使用，即使小小的问题(如电池)也严格地牵制着系统的实用性。此外，控制的环境也受地域范围的影响如同样是灯光在办公室和卧室就要求光照的亮度就不一样，这些细节都会影响分布式传感执行器制造的成本效益和人文性。要解决一般性的传感执行器网络问题不能仅仅围绕传统的控制理论而且还要考虑实际建模、查询处理以及其他传感器网络管理如方位标识，路游性能，拓扑结构和安全等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服上述中存在的问题，提供一种低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，其能耗低、低成本并且计算简单、容易地了解能耗的最佳解。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，将传感器组分到小型的串中进行局部化分解，其具体包括如下方法(I)不可存储信息的不可重叠串将每个传感器分到相应的串中，每个串均包括一个输入源和复数个传感器，传感器和输入源的信息在相应的串中进行传送，重复此传送步骤，根据当时实际环境信息把传感器的数量以及所要改变的环境作为一个固定值，通过计算适合所需设计的输入源强度，从而控制传感器的改变来实现实际函数值的优化，;(2)可存储信息的不可重叠串复数个传感器和复数个输入源的信息对应一个串进行传送；
(3)可存储数据的可重叠串复数个传感器的请求指令传送至复数个串中进行接收，这样的方案可以承受大量的数据交换出提交精度；(4)多输入源的串复数个传感器和复数个输入源发送信号至一个串中接收，串与串之间相互重叠传送。本发明的有益效果是，本发明的低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，采用四种方案进行信息传送，从而实现最低限度的低成本、低范围，低能耗的领域的环境控制。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是本发明的两个光源输入和两个传感器的简单控制问题的示意图；图2是本发明的不同方案中MSE的不同表现的示意图；图3是本发明的收敛速度在不同方案中的表现的示意图；图4是本发明的不同方案中消耗的能耗的示意图。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，将传感器组分到小型的串中进行局部化分解，其具体包括如下方法实施方案I:(I)不可存储信息的不可重叠串将每个传感器分到相应的串中，每个串均包括一个输入源和复数个传感器，传感器和输入源的信息在相应的串中进行传送，重复此传送步骤，根据当时实际环境信息把传感器的数量以及所要改变的环境作为一个固定值，通过计算适合所需设计的输入源强度，从而控制传感器的改变来实现实际函数值的优化，与中央集中处理系统方法相似，最终输入源强度可能为负值，因为周围的环境源强度太大。如果没有严格的约束条件的话，理想的解决办法是让输入源的强度为0，然后如果设置输入源为O的话，防止结果超出最佳状态通过收敛。为了更详细说名这点，在没有超出严格的约束范围的情况下，通过最佳的解决办法。我们任意选择一个值，其期间界于O和先前进行的任意值作为一个新的值。在本方案中，信息要求计算法则少，计算简单，可容易地了解能耗最佳解，内部问题也得到平衡解决(重复次数);
实施方案2 (2)可存储信息的不可重叠串复数个传感器和复数个输入源的信息对应一个串进行传送，如图I (a)所示，经过重叠后传感器的测量信息要比所要求的大得多。在接下来的重叠中它们将要减少输入强度，如果控制传感器作用其他输入源作为一个固定值，两者的递增率要比它们应有的要大，相反，两个传感器的测量值比它们原来的小，在下一次叠加后将迅速递减，如图I (C)所示，如果测量值小而其他方面都比其应要求的大，则总的递减 /递增都比应有的小，方案I需要经过多次重复后收敛到最终要求方案，利用两个适当的法则来详细说明(1)如果改变指定的光源强度有相同的信号字节来改变其他光源，在下次叠加中递减/递增程度都将减少；(2)如果改变指定的光源强度有不同的信号字节来改变其他光源，在下次叠加中递减/递增程度都将增大，根据这两个法则，我们可以用代码形式把方案I在图2中表示出来。其中判定系数是一个确定的常数，用于判定递增/递减值。这个简单的应用系统要数据量和计算量少。但是可以减少查询数。在上面的例子中，如判定系数为O. 5，则变为图I (b)和I (c)中曲线Il和12的效果。假设Si为控制传感器，I (j)和Ci (j)表示j的重复值。当a彡OS (a) =la〈0S(a) =-1对每个串Ck, k=l···. m。计算I(j);递增值=I(j)-I(j_l)。I (j) =I (j) -Sign (I (j) -I (j_l)) *Sign (Ci (j) -Ci (j_l)) * 递增值 * 判定系数；如果l(j)〈0I (j)=I (j-l)*rand();；实施方案3 (3)可存储数据的可重叠串复数个传感器的请求指令传送至复数个串中进行接收，例如Si属于串Cl和C2，它可分别向两个串发送信息。当然Si的请求指令两个串都可以接收；实施方案4 (4)多输入源的串复数个传感器和复数个输入源发送信号至一个串中接收，串与串之间相互重叠传送，如果当KO时有最小值发生，在没有否定条件下次小值在I=O时发生。在4. I里提到过，但可能在提交传送速度等方面不实用，假设有P个传感器和q个输入源在一个串中，MSE等式变成了多变量的二次方程式。如果最小在Ij〈发生则次小值在Ij为任何值发生。与方案3相似，串间传送器可重叠。这样会导致串的控制压力，因此在本方案中输入源不允许叠加。为了计算我们所提出的算法，我们可以创建一个利用Matlab仿真的混合计算环境。重点放在4个光源输入和16个传感器的情况中。光源和传感器被无规则地放在一 3维空间里其坐标为〈X，y, Z)，其中光源的坐标(O彡X彡1000，1000，500 ^ z ^ 1000)传感器的坐标为(0<x< 1000,0 ^ y ^ 1000, O ^ z ^ 500)。所有光源强度变化作为输
权利要求
1.一种低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，其特征是将传感器组分到小型的串中进行局部化分解，其具体包括如下方法 (1)不可存储信息的不可重叠串将每个传感器分到相应的串中，每个串均包括一个输入源和复数个传感器，传感器和输入源的信息在相应的串中进行传送，重复此传送步骤，根据当时实际环境信息把传感器的数量以及所要改变的环境作为一个固定值，通过计算适合所需设计的输入源强度，从而控制传感器的改变来实现实际函数值的优化； (2)可存储信息的不可重叠串复数个传感器和复数个输入源的信息对应一个串进行传送; (3)可存储数据的可重叠串复数个传感器的请求指令传送至复数个串中进行接收； (4)多输入源的串复数个传感器和复数个输入源发送信号至一个串中接收，串与串之间相互重叠传送。
全文摘要
本发明涉及低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，其具体包括如下方法(1)不可存储信息的不可重叠串将每个传感器分到相应的串中，每个串均包括一个输入源和复数个传感器，传感器和输入源的信息在相应的串中进行传送；(2)可存储信息的不可重叠串复数个传感器和复数个输入源的信息对应一个串进行传送；(3)可存储数据的可重叠串复数个传感器的请求指令传送至复数个串中进行接收；(4)多输入源的串复数个传感器和复数个输入源发送信号至一个串中接收，串与串之间相互重叠传送。本发明的低成本分布式驱动大型特殊传感器网络，采用四种方案进行信息传送，从而实现最低限度的低成本、低范围，低能耗的领域的环境控制。
文档编号G06F19/00GK102819687SQ20121031007
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者吴军, 张辉, 徐宁 申请人:吴军