基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法技術(shù)

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法，該方法包括：根據(jù)第一操作系統(tǒng)的第一進(jìn)程調(diào)度方法采集感知數(shù)據(jù)并發(fā)送至服務(wù)節(jié)點(diǎn)；接收并保存服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)；切換操作系統(tǒng)，運(yùn)行所述第二操作系統(tǒng)，并將其標(biāo)識(shí)為第一操作系統(tǒng)，將原第一操作系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為第二操作系統(tǒng)。該方法能夠合理配置感知節(jié)點(diǎn)的資源，提高感知節(jié)點(diǎn)信息采集與處理的時(shí)效性、節(jié)能性，同時(shí)又具有良好的可靠性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法
本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)
，尤其涉及一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法。
技術(shù)介紹
傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)通過相互通信形成的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由傳感模塊、處理模塊和電源模塊組成，完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)三項(xiàng)基本功能。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有廣泛的應(yīng)用。新一代更小、更廉價(jià)的低功耗設(shè)備的產(chǎn)生，分布式計(jì)算帶來的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理能力的提高，通信技術(shù)的發(fā)展，以及微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，使得發(fā)展低成本、低功耗、多種距離的通訊的多功能傳感器成為可能。傳感器網(wǎng)絡(luò)按連接形式不同分為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和有線傳感器網(wǎng)絡(luò)兩部分。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不需要固定網(wǎng)絡(luò)支持，具有快速展開、布設(shè)方便等特點(diǎn)，但穩(wěn)定性和可靠性要劣于有線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，嵌入式操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)感知節(jié)點(diǎn)的全部軟、硬件資源的分配、任務(wù)調(diào)度，控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)。它必須體現(xiàn)其所在系統(tǒng)的特征，能夠通過裝卸某些模塊來達(dá)到系統(tǒng)所要求的功能。通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面等。C/S(Client/Server)架構(gòu)是客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。它通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，將任務(wù)合理分配到Client端和Server端來實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。ISP(In-SystemProgrammabilit，在線可編程)是指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。長(zhǎng)進(jìn)程這里是指嵌入式操作系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量大、用時(shí)時(shí)間長(zhǎng)的程序，比如視頻數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、發(fā)送相關(guān)的業(yè)務(wù)處理。短進(jìn)程這里是指嵌入式操作系統(tǒng)處理的與數(shù)據(jù)量小，用時(shí)時(shí)間短的程序，比如溫度、濕度、亮度、加速度等狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、發(fā)送相關(guān)的業(yè)務(wù)處理或者與音頻數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、發(fā)送相關(guān)的業(yè)務(wù)處理。MPU(MicroprocessorUnit，微處理器)空閑率是指在嵌入式操作系統(tǒng)作用下，MPU處理空閑/休眠狀態(tài)的時(shí)間占總的運(yùn)行時(shí)間的比率。在嵌入式操作系統(tǒng)作用下，MPU空閑率越高，表示整個(gè)節(jié)點(diǎn)能量消耗越少，感知節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間越持久。周轉(zhuǎn)時(shí)間T這里是指單位時(shí)間內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)完成進(jìn)程的周轉(zhuǎn)時(shí)間Ti的平均值，即：其中：Ti＝Tif-Tia，Tif表示進(jìn)程完成時(shí)間，Tia表示進(jìn)程到達(dá)時(shí)間。周轉(zhuǎn)時(shí)間T越小意味著對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說，各相關(guān)資源的能量消耗越少，感知節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間更持久。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)長(zhǎng)進(jìn)程和短進(jìn)程的需求經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，而現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是運(yùn)行在預(yù)先設(shè)定好的嵌入式操作系統(tǒng)中，而操作系統(tǒng)的核心——進(jìn)程調(diào)度方法也是與操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的，很難根據(jù)實(shí)際需求改變，這就容易導(dǎo)致系統(tǒng)資源無法合理地分配給需求更大的進(jìn)程，使周轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)和能源的消耗。而如果要?jiǎng)討B(tài)更新操作系統(tǒng)，就會(huì)導(dǎo)致傳感器網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間不能運(yùn)轉(zhuǎn)，造成信息數(shù)據(jù)的流失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本申請(qǐng)的一個(gè)目的在于提出一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法，可以合理配置感知節(jié)點(diǎn)的資源，提高感知節(jié)點(diǎn)信息采集與處理的時(shí)效性、節(jié)能性，同時(shí)又具有良好的可靠性。為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提出了一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法，包括：根據(jù)第一操作系統(tǒng)的第一進(jìn)程調(diào)度方法采集感知數(shù)據(jù)并發(fā)送至服務(wù)節(jié)點(diǎn)；接收并保存服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)；切換操作系統(tǒng)，運(yùn)行所述第二操作系統(tǒng)，并將其標(biāo)識(shí)為第一操作系統(tǒng)，將原第一操作系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為第二操作系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提出一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法，包括：接收感知節(jié)點(diǎn)采集的感知數(shù)據(jù)；分析所述感知數(shù)據(jù)的信息特點(diǎn)，選擇與所述信息特點(diǎn)匹配的第二進(jìn)程調(diào)度方法；生成采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)，并發(fā)送至所述感知節(jié)點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提出一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)點(diǎn)，包括：進(jìn)程管理模塊，用于根據(jù)第一操作系統(tǒng)的第一進(jìn)程調(diào)度方法調(diào)度進(jìn)程采集感知數(shù)據(jù)并發(fā)送至服務(wù)節(jié)點(diǎn)；接收保存模塊，用于接收并保存服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)；系統(tǒng)管理模塊，用于監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)行的進(jìn)程，并在第二操作系統(tǒng)更新完成后對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行切換，運(yùn)行所述第二操作系統(tǒng)，并將其標(biāo)識(shí)為第一操作系統(tǒng)，將原第一操作系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為第二操作系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提出一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，包括：接收模塊，用于接收感知節(jié)點(diǎn)采集的感知數(shù)據(jù)；分析匹配模塊，分析所述感知數(shù)據(jù)的信息特點(diǎn)，選擇與所述信息特點(diǎn)匹配的第二進(jìn)程調(diào)度方法；生成采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)，并發(fā)送至所述感知節(jié)點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提出一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括至少一個(gè)上述實(shí)施例的感知節(jié)點(diǎn)和連接所述感知節(jié)點(diǎn)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。由以上本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可見，通過在服務(wù)節(jié)點(diǎn)周期性地根據(jù)感知節(jié)點(diǎn)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)判斷感知環(huán)境和感知節(jié)點(diǎn)的進(jìn)程管理適配情況，根據(jù)實(shí)際情況選擇更合適的進(jìn)程調(diào)度方法對(duì)感知節(jié)點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行更新，有效地使用感知節(jié)點(diǎn)有限的資源，合理地配置感知節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)對(duì)進(jìn)程的管理，以盡可能的提高感知節(jié)點(diǎn)服務(wù)品質(zhì)、降低感知節(jié)點(diǎn)的能源消耗，保證信息采集的時(shí)效性和連續(xù)性，提高感知節(jié)點(diǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。附圖說明為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本申請(qǐng)一實(shí)施例提出的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法的流程示意圖；圖2是本申請(qǐng)另一實(shí)施例提出的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法的流程示意圖；圖3是本申請(qǐng)一實(shí)施例的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本申請(qǐng)另一實(shí)施例的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本申請(qǐng)另一實(shí)施例的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本申請(qǐng)一具體實(shí)施例提出的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法。為了使本
的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。本專利技術(shù)將傳感器網(wǎng)絡(luò)的嵌入式操作系統(tǒng)與基于網(wǎng)絡(luò)的客戶端/服務(wù)器(C/S)架構(gòu)相結(jié)合，針對(duì)復(fù)雜環(huán)境監(jiān)測(cè)提出一種節(jié)能、高效的智能傳感器網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)及其運(yùn)行方法。本專利技術(shù)通過服務(wù)節(jié)點(diǎn)、感知節(jié)點(diǎn)及其嵌入式操作系統(tǒng)的進(jìn)程管理完成，可應(yīng)用于復(fù)雜感知環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)感知節(jié)點(diǎn)中進(jìn)程管理的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得感知節(jié)點(diǎn)整體性能接近全局最優(yōu)。圖1是本申請(qǐng)一實(shí)施例提出的基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法的流程示意圖。本實(shí)施例從感知節(jié)點(diǎn)的角度描述實(shí)現(xiàn)智能決策的運(yùn)行方法，如圖1所示，該方法包括：步驟1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法，其特征在于，包括：根據(jù)第一操作系統(tǒng)的第一進(jìn)程調(diào)度方法采集感知數(shù)據(jù)并發(fā)送至服務(wù)節(jié)點(diǎn)，以使服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述感知數(shù)據(jù)選擇第二進(jìn)程調(diào)度方法；接收并保存服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)；切換操作系統(tǒng)，運(yùn)行所述第二操作系統(tǒng)，并將其標(biāo)識(shí)為第一操作系統(tǒng)，將原第一操作系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為第二操作系統(tǒng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法，其特征在于，包括：根據(jù)第一操作系統(tǒng)的第一進(jìn)程調(diào)度方法采集感知數(shù)據(jù)并發(fā)送至服務(wù)節(jié)點(diǎn)，以使服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述感知數(shù)據(jù)選擇第二進(jìn)程調(diào)度方法；接收并保存服務(wù)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)；切換操作系統(tǒng)，運(yùn)行所述第二操作系統(tǒng)，并將其標(biāo)識(shí)為第一操作系統(tǒng)，將原第一操作系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為第二操作系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)第一操作系統(tǒng)的第一進(jìn)程調(diào)度方法采集感知數(shù)據(jù)的同時(shí)，還包括：記錄采集數(shù)據(jù)的各個(gè)進(jìn)程的管理信息和匯報(bào)信息并周期性地發(fā)送至服務(wù)節(jié)點(diǎn)，以使服務(wù)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述管理信息和匯報(bào)信息選擇第二進(jìn)程調(diào)度方法，其中，管理信息包括操作系統(tǒng)對(duì)一個(gè)或一批進(jìn)程進(jìn)行管理所必需的全部信息，匯報(bào)信息中記載進(jìn)程類別和進(jìn)程運(yùn)行過程中的時(shí)間、電源消耗情況。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述切換操作系統(tǒng)，運(yùn)行更新后的第二操作系統(tǒng)之前，還包括：根據(jù)所述管理信息和匯報(bào)信息中的參數(shù)配置所述第二操作系統(tǒng)的相應(yīng)變量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一操作系統(tǒng)是當(dāng)前操作系統(tǒng)，所述第一進(jìn)程調(diào)度方法初始為先來先服務(wù)的進(jìn)程調(diào)度方法，所述第一操作系統(tǒng)與所述第二操作系統(tǒng)互為備用，當(dāng)有進(jìn)程在運(yùn)行過程中非正常終止時(shí)，所述方法還包括：撤銷已終止的進(jìn)程，并將操作系統(tǒng)切換為備用的操作系統(tǒng)。5.一種基于智能決策的傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法，其特征在于，包括：接收感知節(jié)點(diǎn)采集的感知數(shù)據(jù)；分析所述感知數(shù)據(jù)的信息特點(diǎn)，選擇與所述信息特點(diǎn)匹配的第二進(jìn)程調(diào)度方法；生成采用第二進(jìn)程調(diào)度方法的第二操作系統(tǒng)，并發(fā)送至所述感知節(jié)點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述分析所述感知數(shù)據(jù)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京信息科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11