《無線感測器網路語義互連機制及網路技術研究》是依託北京航空航天大學，由熊慶旭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：無線感測器網路語義互連機制及網路技術研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：熊慶旭
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
WSN特點、目前研究存在的基礎性問題以及數據語義分析技術的發展都促使和昭示WSN網路技術發展的方向- - 語義互連。本項目從體現網路套用的任務模型入手，研究WSN語義互連的網路傳輸機制和技術。在任務模型中不僅包括目前常見的感測器節點數據的語義描述，還包括套用的QoS，節點、網路狀態的語義描述、以及語義性傳輸控制邏輯實體。以此為基礎，研究任務組合、分解、協調的機制和方法，實現傳統的MAC、路由及傳輸控制，建立以上下兩級任務機制為單位的遞歸嵌套式WSN新型技術體系和結構。在新的體系和結構中，所有節點均為處於不同任務層次的sink，直接以網路套用作為傳輸、處理的單元。因於節點直接面向套用，非相鄰兩級節點可採用不同的網路及數據處理技術，這就不僅能有效地實行分散式控制和管理，同時可實現WSN的套用層互聯。本項目的研究機理、研究手段的分析，以及前期研究結果均說明其可行性。目前尚未見到相似的研究報導。
結題摘要
本項目基於WSN面向套用的特點，直接以網路套用而不是包含網路套用含義的數據為節點傳輸和處理的對象，克服了現有WSN通信技術體系的不足，為構建面向套用的WSN語義通信技術奠定了技術 1. 研究構建了任務模型。任務模型包括了套用的內容、套用的要求、節點及網路狀態的任務本體，以及基於任務本體的語義通信的推理規則。研究提出了任務本體的組成及關係，以及具體的實現方法。研究提出了包括一般性推理規則、面向套用的推理規則以及面向語義通信的推理規則在內的推理規體系。任務模型是任務模型靜態因素或特性，推理規則是任務模型動態因素或特性，節點基於與鄰居節點的靜態因素的差別，依據相應的推理規則，驅動網路信息的流向。任務模型是所有節點傳輸和處理的基本單元，所有節點被看作完成不同任務的sink，從而實現了網路節點對象的一致性。 2. WSN語義通信機制和方法。基於任務模型網路的語義通信和互聯便成為了任務分解、組合和調整過程。分別研究提出了基於任務模型的任務組合機制；任務分解機制；以及任務調整機制。 1、在任務組合機制研究中，首先提出了基於能耗性能的任務組合的框架協定，在作為獨立協定的同時可以和現有的MAC技術結合，設計得到到跨套用層的MAC協定，實現了與現有技術的前向兼容。隨後提出了專門性的提供QoS優先權服務的任務組合方法。 2、在任務分解機制研究中，首先提出了單Sink單套用的任務分解的框架協定，在作為獨立協定的同時可以和現有的路由技術結合，設計得到到跨套用層的MAC協定，實現了與現有技術的前向兼容。隨後分別研究提出了異質WSN網路中單Sink多任務和多Sink多任務的任務分解擴散協定。 3、任務調整機制分為兩級之間的調整和跨多級調整，兩級之間的調整在任務組合和分解中已包含。隨後研究提出了跨多級的面向套用任務的速率控制和擁塞避免機制和方法。 4、作為擴展性研究，研究了任務分解與覆蓋調度兩個套用層技術的融合問題，提出了新的冗餘節點判斷方法，以及基於節點能耗速率預測的覆蓋調度算法。 3.WSN語義通信的技術結構和體系。基於上述研究提出了基於語義通信的WSN網路結構，以及WSN語義通信技術結構和體系，為進一步開展WSN語義通信技術的研究奠定了理論基礎。 在上述研究中，對所提出的新機制和協定均進行了理論分析和仿真實驗，和傳統網路中具有典型代表性的技術相比，具有明顯的性能優勢。
