專利名稱：一種基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算數(shù)據(jù)處理控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種基于移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)處理控制方案。主要用于解決普適計(jì)算環(huán)境下的數(shù) 據(jù)傳輸和處理問題，基于移動(dòng)代理技術(shù)采用分簇的方法來解決普適計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理 問題，屬于分布式計(jì)算、普適計(jì)算技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
普適計(jì)算模式將設(shè)備嵌入到人們生活的各種環(huán)境中，使得通信服務(wù)以及其他各種以人 為中心的計(jì)算和信息訪問服務(wù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都成為可能，許許多多的計(jì)算設(shè)備通 過全球網(wǎng)絡(luò)為使用者提供更加人性化的服務(wù)。普適計(jì)算環(huán)境具有移動(dòng)性、設(shè)備能量受限、 網(wǎng)絡(luò)通信帶寬窄、自主服務(wù)等特點(diǎn)。
在普適計(jì)算環(huán)境中，數(shù)據(jù)處理過程主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理三個(gè)方面。 如何減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、平衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗，使全網(wǎng)能量消耗更均勻，將成為加快數(shù)據(jù)處理 速度、延長網(wǎng)絡(luò)生存周期的關(guān)鍵。
基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理控制方法，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中，將全網(wǎng)進(jìn) 行網(wǎng)格劃分，在網(wǎng)格內(nèi)利用分簇的機(jī)制并采取有效的傳輸數(shù)據(jù)路徑，可以減少需要傳輸?shù)?數(shù)據(jù)量，有效解決網(wǎng)絡(luò)能量消耗不均勻的問題，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理速度，延長網(wǎng)絡(luò)生存周 期。
移動(dòng)代理技術(shù)在在基于網(wǎng)絡(luò)的分布計(jì)算這一當(dāng)今計(jì)算機(jī)主流技術(shù)領(lǐng)域中，正發(fā)揮著越 來越重要的作用。 一方面，移動(dòng)代理技術(shù)為解決新的分布式應(yīng)用問題提供了有效途徑；另 一方面，移動(dòng)代理技術(shù)為全面準(zhǔn)確地研究分布計(jì)算系統(tǒng)的特點(diǎn)提供了合理的概念模型。移 動(dòng)代理技術(shù)是解決復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、分布式智能應(yīng)用的一
種全新的計(jì)算手段，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式有著本質(zhì)的區(qū)別。移動(dòng)代理具有移動(dòng)性、自主 性、開放性、自適應(yīng)性、并行性等特性，將移動(dòng)代理技術(shù)應(yīng)用在普適計(jì)算環(huán)境下.能夠有 效地管理和利用系統(tǒng)的各種資源和信息，進(jìn)行更智能化的數(shù)據(jù)處理。
普適計(jì)算最根本的思想是以人為本，需要為人提供自主服務(wù)。普適計(jì)算環(huán)境涉及的設(shè) 備千變?nèi)f化，空間上分布分散，這些設(shè)備還可能在物理空間上移動(dòng)。因此，需要處理的數(shù) 據(jù)類型千差萬別，數(shù)據(jù)量也可能很大。因此，需要更智能的手段減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理量，提 高網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，為用戶提供更智能的透明服務(wù)。
傳統(tǒng)的設(shè)備數(shù)據(jù)訪問和處理方式主要有客戶機(jī)/服務(wù)器模式(C/S模式)和Web瀏覽器/ 服務(wù)器模式(B/S模式)。C/S模式是客戶端與服務(wù)器直接相連模式，需要專門的客戶端和 人為干預(yù)，分布功能弱，不能夠快速反映數(shù)據(jù)源的最新信息；B/S模式是瀏覽器/服務(wù)器模 式，必須使用瀏覽器連接網(wǎng)絡(luò)才能使用B/S終端，不能夠滿足普適計(jì)算環(huán)境隨時(shí)隨地透明 服務(wù)的需要。因此，需要研究一種更適合普適計(jì)算環(huán)境的數(shù)據(jù)處理方式。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算數(shù)據(jù)處理控制方法，減 少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和處理量，提高網(wǎng)絡(luò)的健壯性，延長網(wǎng)絡(luò)生存周期，提高網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度， 為用戶提供有效的透明服務(wù)。
技術(shù)方案本發(fā)明的目的是提供一種普適計(jì)算環(huán)境為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的情況。在這種 情況下，無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)感知節(jié)點(diǎn)在部署后相對位置不再改變，并能獲知自己的地理位置， 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)唯一的網(wǎng)內(nèi)ID，所有節(jié)點(diǎn)具有相同的初始能量，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能感知自己 的剩余能量信息。在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理過程中，首先將網(wǎng)絡(luò)按照區(qū)域劃分為均勻網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng) 格為一個(gè)簇.簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)對假設(shè)自己作為簇頭完成一次傳輸數(shù)據(jù)所消耗的能量進(jìn)行估算，每 個(gè)節(jié)點(diǎn)根據(jù)估算值和自身能量自主當(dāng)選簇頭；簇頭形成后，簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)根據(jù)最短路徑算 法建立到簇頭的最短路徑，形成以簇頭為根節(jié)點(diǎn)的最短路徑樹，建立每個(gè)簇的簇結(jié)構(gòu)；在 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理過程中，用戶將數(shù)據(jù)處理請求提交到基站，基站產(chǎn)生數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理，之 后向各個(gè)簇的簇頭派發(fā)數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理；每個(gè)簇的簇頭收到數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理后，數(shù)據(jù) 處理移動(dòng)代理根據(jù)自身保存的到簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)的最短路徑進(jìn)行遷移，直至到達(dá)簇內(nèi)的所有 節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理，從而實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算環(huán)境下 的智能數(shù)據(jù)處理控制方法。
—、體系結(jié)構(gòu)
基于移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)傳輸和處理控制方案中，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可以分為三部分基站服 務(wù)器、網(wǎng)格、簇。
下面給出幾個(gè)具體部分的說明
基站服務(wù)器主要由普適計(jì)算環(huán)境中的物理設(shè)備和提供服務(wù)的應(yīng)用軟件組成。 基站服務(wù)器負(fù)責(zé)接收來自用戶的數(shù)據(jù)査詢或處理請求，并負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)源，分派和管
理移動(dòng)代理，接受終端接入?；痉?wù)器主要包括管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和移動(dòng)代理平臺(tái)等部分。
管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)源以及終端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)格系統(tǒng)的接入； 數(shù)據(jù)處理部分負(fù)責(zé)對接收到的簇頭節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行最終的數(shù)據(jù)融合和處理； 移動(dòng)代理平臺(tái)提供移動(dòng)代理工作的上下文，負(fù)責(zé)移動(dòng)代理的產(chǎn)生、分派和銷毀任務(wù)，
并將用戶的查詢或數(shù)據(jù)處理請求轉(zhuǎn)化為移動(dòng)代理內(nèi)部語言；
網(wǎng)格將普適計(jì)算環(huán)境網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分成均勻的網(wǎng)格單元，以每個(gè)網(wǎng)格單元為單位建立
簇。由各個(gè)簇頭和基站服務(wù)器進(jìn)行交互。
簇首先要建立簇的結(jié)構(gòu)。在每個(gè)網(wǎng)格單元內(nèi)，建立簇頭，形成一個(gè)簇結(jié)構(gòu)。簇頭形
成后，其他節(jié)點(diǎn)則為簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)。簇內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行交互。 二、方法流程
本發(fā)明的基于移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)處理控制方案，基于移動(dòng)代理技術(shù)，采用劃分網(wǎng)格和分簇 的方法，能夠極大地降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量和數(shù)據(jù)處理消耗的能量，易于擴(kuò)展，具有移動(dòng)性、 智能性和自主性等特征，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量，為更高效地進(jìn)行普適計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理提供 了新的思路。具體的實(shí)現(xiàn)流程如下所述
1. )首先將普適計(jì)算環(huán)境網(wǎng)絡(luò)劃分為均勻單元格，
2. )在各個(gè)均勻的網(wǎng)格單元格內(nèi)，建立簇的結(jié)構(gòu)；
2. 1)各個(gè)網(wǎng)格單元格內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，首先估算自己作為簇頭時(shí)完成一次數(shù)據(jù)的通信能量總
消耗五"再根據(jù)自身的剩余能量￡2,設(shè)發(fā)送信息量為A6"， ^^表示發(fā)射和接收電路每 發(fā)送和接收單位6//的耗能，單位為焦耳/6zY, a表示發(fā)射放大器將每6"傳輸單位平方米所 耗的能量，單位為J/(Wrw2 ), W為簇頭節(jié)點(diǎn)的鄰居數(shù)，d為簇頭距離最遠(yuǎn)的子節(jié)點(diǎn) 的距離，則￡2為
￡2 = 2xxA: + 2axA:xj2+^/Vx ￡e,ec x A:;
以￡2/《的值最小作為簇頭選取原則，形成簇頭，簇頭向所在單元格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)和 基站發(fā)送廣播消息，消息內(nèi)容包括簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息
2.2) 簇頭形成后，各個(gè)單元格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)則作為普通節(jié)點(diǎn)，普通節(jié)點(diǎn)以發(fā)送廣播消 息的形式通知簇頭自己的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息；
2.3) 簇頭收到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息后，以簇頭為根，建立包括單元格內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的最短路 徑樹，使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離最短；
3.)基站收到簇頭的消息后，對簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息進(jìn)行注冊；
3. 1)用戶向基站發(fā)送數(shù)據(jù)處理請求；
3.2)基站將用戶數(shù)據(jù)處理請求轉(zhuǎn)化為移動(dòng)代理內(nèi)部語言，通過移動(dòng)代理平臺(tái)向已注冊 的數(shù)據(jù)源的簇頭派發(fā)數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理；
4. )收到數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理的簇頭，向簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)派發(fā)數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng) 代理。數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理復(fù)制并按照最短路徑樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移，最終到達(dá)本簇內(nèi)的 所有數(shù)據(jù)感知設(shè)備節(jié)點(diǎn)；
4.1) 遷移到簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理和本地信息管理體進(jìn)行交互，檢索和 處理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送到簇頭節(jié)點(diǎn)；
4.2) 簇頭節(jié)點(diǎn)通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，將結(jié)果傳送到基站，每隔一段時(shí)間或 每一輪數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，產(chǎn)生新一輪簇頭；
5. )基站將數(shù)據(jù)處理結(jié)果返回到用戶終端；
6. )之后，數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理將駐留于數(shù)據(jù)感知設(shè)備節(jié)點(diǎn)內(nèi)，直至撤銷。 有益效果本發(fā)明所述的基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理控制方案中，采
用網(wǎng)格、分簇的機(jī)制并利用移動(dòng)代理進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理，應(yīng)用移動(dòng)代理的智能性、自主 性等特性，不僅能夠減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理量和計(jì)算量，極大緩解了普適計(jì)算環(huán)境網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處 理壓力，還使得普適計(jì)算環(huán)境數(shù)據(jù)處理過程更具智能性。具體來說，本發(fā)明所述的方法具 有如下有益效果
(1) 在本發(fā)明所述的基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理控制方案中，利用網(wǎng) 格對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分，在網(wǎng)格單元內(nèi)采用分簇的方法，使得簇頭的分布更加均勻， 網(wǎng)絡(luò)能量消耗更加均勻，延長了網(wǎng)絡(luò)生存周期；
(2) 在簇中，建立以簇頭為根的最短路徑樹型節(jié)點(diǎn)集結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中減 少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，緩解了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸壓力；
(3) 利用移動(dòng)代理進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于移動(dòng)代理具有智能性、自主性等特性，移動(dòng)代 理之間以消息形式進(jìn)行通信，使得設(shè)備之間交互更具有靈活性和智能性。
(4) 在數(shù)據(jù)處理過程中，可以采用不同的移動(dòng)代理進(jìn)行處理。由于不同移動(dòng)代理分工 明確，功能單一，任務(wù)明確，方便添加其他功能的移動(dòng)代理，符合工程化軟件開發(fā)的思想。
(5) 數(shù)據(jù)處理應(yīng)用都是相互獨(dú)立，互不影響，并且各個(gè)數(shù)據(jù)處理過程可以各自采用不 同的方法策略，進(jìn)行算法優(yōu)化等，具有高度的獨(dú)立自主性。


圖1一種基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算環(huán)境數(shù)據(jù)處理控制方法流程圖 圖2是基于移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)傳輸和處理控制方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中包括基站服務(wù) 器、網(wǎng)格、簇三個(gè)部分。
圖3是簇的結(jié)構(gòu)圖，其中圖中數(shù)字表示節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離。
具體實(shí)施例方式
為了方便描述，假定有如下數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。
構(gòu)建一個(gè)普適計(jì)算環(huán)境，該環(huán)境由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)布置，并將區(qū)域劃分為均勻的網(wǎng)格單元。
利用基于移動(dòng)代理的數(shù)據(jù)傳輸和處理控制方案的數(shù)據(jù)處理方式如下-步驟l:初始時(shí)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)能量相同《，在每個(gè)網(wǎng)格單元內(nèi)，每個(gè)節(jié) 點(diǎn)估算它作為簇頭節(jié)點(diǎn)時(shí)完成一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拍芰靠傁摹? ，即每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)要從基 站接收一次準(zhǔn)備傳輸信息的通知，然后轉(zhuǎn)發(fā)給子節(jié)點(diǎn)一次(設(shè)有C個(gè)子節(jié)點(diǎn))，此時(shí)以離它 距離最遠(yuǎn)的子節(jié)點(diǎn)接收到信息為準(zhǔn)(設(shè)最遠(yuǎn)距離為d);反過程是將所有子節(jié)點(diǎn)的信息收齊 進(jìn)行數(shù)據(jù)融合后，再轉(zhuǎn)交給基站節(jié)點(diǎn)。因此，整個(gè)過程簇頭發(fā)送2次信息，接收C+1次信 息。設(shè)發(fā)送信息量為A6//，并以最大數(shù)量計(jì)數(shù)子節(jié)點(diǎn)，即另C=N—1 (N為簇頭節(jié)點(diǎn)的鄰
居數(shù))，則簇頭節(jié)點(diǎn)的總通信能量消耗為
其中，&/2￡表示發(fā)射和接收電路每發(fā)送和接收單位6/纟的耗能，單位為焦耳 (J/6")， of表示發(fā)射放大器將每W,傳輸單位平方米所耗的能量，單位為 J/(6".w2 );
簇頭選取原則為(1)考慮五2/《的值；(2)在五2/《相等的情況下，節(jié)點(diǎn)號(hào)較小者
優(yōu)先；
產(chǎn)生簇頭后，簇頭向基站和網(wǎng)格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)廣播當(dāng)選為簇頭的消息，簇內(nèi)其他節(jié)點(diǎn) 發(fā)送自己的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息向簇頭，報(bào)告加入該簇；
之后，以簇頭節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)，建立包括網(wǎng)格單元內(nèi)其他所有節(jié)點(diǎn)的樹型節(jié)點(diǎn)簇；各個(gè) 節(jié)點(diǎn)間，通過鄰居節(jié)點(diǎn)間的互發(fā)信息，確定鄰居節(jié)點(diǎn)編號(hào)以及節(jié)點(diǎn)間的距離；每個(gè)節(jié)點(diǎn)保 存鄰居節(jié)點(diǎn)的編號(hào)以及到各個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的距離等信息，最后通過節(jié)點(diǎn)間的距離并根據(jù) Dijskra算法建立最短路徑樹，該最短路徑樹以簇頭節(jié)點(diǎn)為根，并包括網(wǎng)格單元內(nèi)所有其他 節(jié)點(diǎn)，使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離最短；
步驟2:基站收到各個(gè)簇頭的消息，對各個(gè)簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息進(jìn)行注冊；
步驟3:用戶利用移動(dòng)設(shè)備向基站發(fā)出數(shù)據(jù)査詢或處理請求，基站接收到該請求后， 派發(fā)數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理到各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)；
步驟4:簇頭收到數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理后，移動(dòng)代理進(jìn)行復(fù)制，之后按照最短路徑樹的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移，直至到達(dá)網(wǎng)格單元內(nèi)的所有數(shù)據(jù)感知節(jié)點(diǎn)；
步驟5:到達(dá)數(shù)據(jù)感知節(jié)點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理會(huì)自主運(yùn)行，同本地信息管理體進(jìn) 行交互，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。不同節(jié)點(diǎn)中的移動(dòng)代理通過相互發(fā)送消息進(jìn)行交互，返回?cái)?shù)據(jù)處 理結(jié)果到簇頭節(jié)點(diǎn)；
步驟6:簇頭節(jié)點(diǎn)收到簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)處理結(jié)果后，通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù) 據(jù)融合，并將數(shù)據(jù)融合后的結(jié)果傳送到基站，每隔一段時(shí)間或每一輪數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，產(chǎn) 生新一輪簇頭；
步驟7:基站收到各個(gè)簇頭發(fā)來的數(shù)據(jù)處理結(jié)果后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后將數(shù)據(jù)處理 結(jié)果返回到用戶終端；
步驟8:之后，數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理駐留于數(shù)據(jù)感知設(shè)備內(nèi)， 一旦檢索到有滿足條件的信 息，將進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并把處理后的數(shù)據(jù)傳送給本簇內(nèi)的簇頭。簇頭進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)處理后， 將結(jié)果傳送給基站。期間，基站服務(wù)器可以根據(jù)新的用戶請求，更改檢索移動(dòng)代理的檢索 條件，直至撤銷。
權(quán)利要求
1. 一種基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算數(shù)據(jù)處理控制方法，其特征在于該方法所包含的步驟為1. )首先將普適計(jì)算環(huán)境網(wǎng)絡(luò)劃分為均勻單元格，2. )在各個(gè)均勻的網(wǎng)格單元格內(nèi)，建立簇的結(jié)構(gòu)；2. 1)各個(gè)網(wǎng)格單元格內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，首先估算自己作為簇頭時(shí)完成一次數(shù)據(jù)的通信能量總消耗E1，再根據(jù)自身的剩余能量E2，設(shè)發(fā)送信息量為k bit，Eelec表示發(fā)射和接收電路每發(fā)送和接收單位bit的耗能，單位為焦耳/bit，a表示發(fā)射放大器將每bit傳輸單位平方米所耗的能量，單位為J/(bit·m2)，N為簇頭節(jié)點(diǎn)的鄰居數(shù)，d為簇頭距離最遠(yuǎn)的子節(jié)點(diǎn)的距離，則E2為E2＝2×Eelec×k+2a×k×d2+N×Eelec×k；以E2/E1的值最小作為簇頭選取原則，形成簇頭，簇頭向所在單元格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)和基站發(fā)送廣播消息，消息內(nèi)容包括簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息；2. 2)簇頭形成后，各個(gè)單元格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)則作為普通節(jié)點(diǎn)，普通節(jié)點(diǎn)以發(fā)送廣播消息的形式通知簇頭自己的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息；2. 3)簇頭收到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息后，以簇頭為根，建立包括單元格內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的最短路徑樹，使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離最短；3. )基站收到簇頭的消息后，對簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息進(jìn)行注冊；3. 1)用戶向基站發(fā)送數(shù)據(jù)處理請求；3. 2)基站將用戶數(shù)據(jù)處理請求轉(zhuǎn)化為移動(dòng)代理內(nèi)部語言，通過移動(dòng)代理平臺(tái)向已注冊的數(shù)據(jù)源的簇頭派發(fā)數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理；4. )收到數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理的簇頭，向簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)派發(fā)數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理。數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理復(fù)制并按照最短路徑樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移，最終到達(dá)本簇內(nèi)的所有數(shù)據(jù)感知設(shè)備節(jié)點(diǎn)；4. 1)遷移到簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理和本地信息管理體進(jìn)行交互，檢索和處理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送到簇頭節(jié)點(diǎn)；4. 2)簇頭節(jié)點(diǎn)通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，將結(jié)果傳送到基站，每隔一段時(shí)間或每一輪數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，產(chǎn)生新一輪簇頭；5. )基站將數(shù)據(jù)處理結(jié)果返回到用戶終端；6. )之后，數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理將駐留于數(shù)據(jù)感知設(shè)備節(jié)點(diǎn)內(nèi)，直至撤銷。
2. )在各個(gè)均勻的網(wǎng)格單元格內(nèi)，建立簇的結(jié)構(gòu)；2. 1)各個(gè)網(wǎng)格單元格內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，首先估算自己作為簇頭時(shí)完成一次數(shù)據(jù)的通信能量總消耗g,再根據(jù)自身的剩余能量￡2.設(shè)發(fā)送信息量為A:6/f, ￡￡&表示發(fā)射和接收電路每 發(fā)送和接收單位W/的耗能，單位為焦耳/^/, fl表示發(fā)射放大器將每6/M專輸單位平方米所 耗的能量，單位為J/(6/,，/w2 ), iV為簇頭節(jié)點(diǎn)的鄰居數(shù)，d為簇頭距離最遠(yuǎn)的子節(jié)點(diǎn) 的距離，則￡2為以E"《的值最小作為簇頭選取原則，形成簇頭，簇頭向所在單元格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)和 基站發(fā)送廣播消息，消息內(nèi)容包括簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息；2.2) 簇頭形成后，各個(gè)單元格內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)則作為普通節(jié)點(diǎn)，普通節(jié)點(diǎn)以發(fā)送廣播消 息的形式通知簇頭自己的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息；2.3) 簇頭收到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息后，以簇頭為根，建立包括單元格內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的最短路 徑樹，使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離最短；
3. )基站收到簇頭的消息后，對簇頭的節(jié)點(diǎn)號(hào)等信息進(jìn)行注冊；3.1) 用戶向基站發(fā)送數(shù)據(jù)處理請求；3.2) 基站將用戶數(shù)據(jù)處理請求轉(zhuǎn)化為移動(dòng)代理內(nèi)部語言，通過移動(dòng)代理平臺(tái)向已注冊 的數(shù)據(jù)源的簇頭派發(fā)數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理；
4. )收到數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理的簇頭，向簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)派發(fā)數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng) 代理。數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理復(fù)制并按照最短路徑樹結(jié)構(gòu)進(jìn)行遷移，最終到達(dá)本簇內(nèi)的 所有數(shù)據(jù)感知設(shè)備節(jié)點(diǎn)；4.1) 遷移到簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)檢索和處理移動(dòng)代理和本地信息管理體進(jìn)行交互，檢索和 處理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果傳送到簇頭節(jié)點(diǎn)；4.2) 簇頭節(jié)點(diǎn)通過數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，將結(jié)果傳送到基站，每隔一段時(shí)間或 每一輪數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，產(chǎn)生新一輪簇頭；
5. )基站將數(shù)據(jù)處理結(jié)果返回到用戶終端；
6. )之后，數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理將駐留于數(shù)據(jù)感知設(shè)備節(jié)點(diǎn)內(nèi)，直至撤銷。
全文摘要
基于移動(dòng)代理的普適計(jì)算環(huán)境數(shù)據(jù)處理控制方法，將普適計(jì)算環(huán)境網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分基站、網(wǎng)格、簇。在數(shù)據(jù)處理過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理活動(dòng)，每一部分都利用移動(dòng)代理技術(shù)實(shí)現(xiàn)，各個(gè)部分之間的通信體現(xiàn)為移動(dòng)代理之間的消息通信。本發(fā)明的核心部分是數(shù)據(jù)傳輸。將普適計(jì)算環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分為均勻的網(wǎng)格，在各個(gè)單元格內(nèi)建立簇，簇內(nèi)以簇頭節(jié)點(diǎn)為根建立最短路徑樹，形成樹型簇結(jié)構(gòu)，通過基站向簇頭派發(fā)數(shù)據(jù)處理移動(dòng)代理，移動(dòng)代理按照最短路徑樹進(jìn)行遷移，最終到達(dá)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)，最后由移動(dòng)代理進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理，平衡了網(wǎng)絡(luò)能量消耗，降低了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸能量，減輕了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理壓力，提高了數(shù)據(jù)處理速度。
文檔編號(hào)H04L29/08GK101394418SQ200810155220
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者凡高娟, 寧 葉, 姜鳳敏, 孫力娟, 李文鋒, 超 沙, 王汝傳, 王玉斐, 志 陳, 馬守明, 黃海平 申請人:南京郵電大學(xué)