无线传感器网络的服务选择方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无线传感器网络的服务选择方法及系统，包括：接收用户发送的服务请求信息；根据所述功能性要求选择具有相应功能的服务类或服务类组合；将所述服务类中的服务划分为多个服务集合，并根据每个所述服务类的目标优化函数和约束条件，采用多目标整数规划选出每个所述服务类的备选服务集合；从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务。由于本发明专利技术提供的服务选择过程并不需要遍历服务库中的所有服务，因此，服务选择的效率较高。并且，在建立目标优化函数时，充分考虑了服务的能量因素，因此，能够实现服务间能量的均衡消耗，保证无线传感器网络的生存时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，更具体地说，涉及一种无线传感器网络的服务选 择方法及系统。
技术介绍
面向服务架构（Service-orientedArchitecture，SOA)的无线传感器网络 (WirelessSensorNetwork，WSN)的服务选择采用的是抽象工作流的形式，S卩选择一组具 有相应子功能的服务类，将其按照一定的工作流程串接起来，以满足用户提出的功能性需 求，然后根据服务类中服务的QoS(QualityofService，服务质量）属性，选择满足用户提 出的QoS要求的最优服务。其中，服务类是指功能相同但QoS属性不同的多个服务，而QoS 属性是指服务的响应时间、可靠性等。 目前，基于QoS的服务选择大致分为全局最优策略和局部最优策略两类，全局最 优策略是根据用户端对系统端的全局QoS约束，选择在此约束下的最优服务，虽然在局部 选择上未必总是最优，但是全局的优化效果很好。局部最优策略是在每个可分解的局部，对 候选服务的各QoS属性进行加权打分，选择分数最高的服务，但是，这些局部最优的服务的 组合在全局质量上不一定最优。 虽然这两种策略的服务选择各有优势，但是，每次选择服务时，都需要遍历服务库 中的所有服务，因此，当服务库中的服务数量庞大种类繁多时，服务选择的效率很低。并且， 由于传感器通常由电池供电，而电池的能量值是有限的，且其能量值会随着服务的执行而 逐渐消耗，而服务的能量又依赖于传感器的能量，因此，如何在较好的满足请求者功能性要 求及QoS要求的前提下，实现服务间能量的均衡消耗，延长无线传感器网络的生存时间，是 目前服务选择亟待解决的问题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种无线传感器网络的服务选择方法及系统，以实现服 务间能量的均衡消耗，延长传感器网络的生存时间。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案： 一种无线传感器网络的服务选择方法，包括： 接收用户发送的服务请求信息，所述服务请求信息包括功能性要求、服务质量要 求和服务质量属性的偏好； 根据所述功能性要求选择具有相应功能的服务类或服务类组合，所述服务类包括 多个功能相同但服务质量属性不同的服务； 将所述服务类中的服务划分为多个服务集合，并根据每个所述服务类的目标优化 函数和约束条件，采用多目标整数规划选出每个所述服务类的备选服务集合，所述约束条 件是由所述服务质量要求分解成的，所述目标优化函数是根据所述服务质量属性的偏好和 所述服务类能量的权值建立的； 从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务。 优选的，所述将所述服务类中的服务划分为多个服务集合的过程为： 根据K-means算法以及所述服务之间的服务质量距离，将所述服务类中的服务划 分为多个服务集合。 优选的，所述目标优化函数是根据所述服务质量属性的偏好建立的是指： 根据用户对服务质量属性的偏好、服务的服务质量属性以及能量建立效用函数； 根据所述服务类能量的权值以及效用函数值建立目标优化函数。 优选的，所述从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务的过程 包括： 当所述备选服务集合中的一个或多个服务处于运行状态时，从所述处于运行状态 的服务中选择服务质量性能和能量最优的服务； 当所述备选服务集合中的服务均处于关闭状态时，在所述服务中选择服务质量性 能和能量最优的服务。 优选的，在从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务之后，还 包括： 监控所述服务的能量变化，并在所述服务的剩余能量小于预设值时，重新从所述 备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务。 一种无线传感器网络的服务选择系统，包括： 接收模块，用于接收用户发送的服务请求信息，所述服务请求信息包括功能性要 求、服务质量要求和服务质量属性的偏好； 第一选择模块，用于根据所述功能性要求选择具有相应功能的服务类或服务类组 合，所述服务类包括功能相同但服务质量属性不同的多个服务； 第二选择模块，用于将所述服务类中的服务划分为多个服务集合，并根据每个所 述服务类的目标优化函数和约束条件，采用多目标整数规划选出每个所述服务类的备选服 务集合，所述约束条件是由所述服务质量要求分解成的，所述目标优化函数是根据所述服 务质量属性的偏好和所述服务类能量的权值建立的； 第三选择模块，用于从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服 务。 优选的，所述第二选择模块包括： 划分模块，用于将所述服务类中的服务划分为多个服务集合； 分解模块，用于将所述服务质量要求分解成与所述服务类一一对应的约束条件； 优化模块，用于根据每个所述服务类的目标优化函数和约束条件，采用多目标整 数规划选出每个所述服务类的备选服务集合。 优选的，所述划分模块包括： 计算模块，用于计算所述服务之间的服务质量距离； 算法模块，用于根据K-means算法以及所述服务之间的服务质量距离，将所述服 务划分为多个服务集合。 优选的，还包括： 能量感知模块，用于根据所述服务依赖的传感器节点的能量获得所述服务的能 量。 优选的，还包括： 监控模块，用于监控所述服务的能量变化，并在所述服务的能量小于预设值时，重 新从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务。 与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点： 本专利技术提供的无线传感器网络的服务选择方法及系统，先选出满足用户要求的备 选服务集合，再从备选服务集合中选择服务质量性能和能量最优的服务，其服务选择过程 并不需要遍历服务库中的所有服务，因此，服务选择的效率较高。并且，在建立目标优化函 数时，充分考虑了服务类的能量因素，因此，可以使能量较低的服务类获得服务数量更多的 备选服务集合，从而可以将任务的执行轮流分担到更多的服务，以此减少单个服务的能量 消耗，实现服务间能量的均衡消耗，保证了无线传感器网络的生存时间。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。 图1为本专利技术实施例一提供的无线传感器网络的服务选择流程示意图； 图2为本专利技术实施例一提供的备选服务集合服务选择示意图。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本专利技术保护的范围。 实施例一 当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线传感器网络的服务选择方法，其特征在于，包括：接收用户发送的服务请求信息，所述服务请求信息包括功能性要求、服务质量要求和服务质量属性的偏好；根据所述功能性要求选择具有相应功能的服务类或服务类组合，所述服务类包括多个功能相同但服务质量属性不同的服务；将所述服务类中的服务划分为多个服务集合，并根据每个所述服务类的目标优化函数和约束条件，采用多目标整数规划选出每个所述服务类的备选服务集合，所述约束条件是由所述服务质量要求分解成的，所述目标优化函数是根据所述服务质量属性的偏好和所述服务类能量的权值建立的；从所述备选服务集合中选出服务质量性能和能量最优的服务。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童恩栋，陈岚，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11