一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法，包括：S1，确定无线传感器网络的时段；S2，基于无线传感器网络的时段构建状态转换图；S3，基于状态转换图构建控制模型；S4，基于控制模型构建成本函数；S5，构建哈密顿函数，基于成本函数和哈密顿函数获取最优控制策略。有效地提高了对WSN网络进行控制的效果；本发明专利技术还改进了抑制恶意软件传播的隔离措施，在隔离的基础之上增加了步骤，即定期注入已免疫状态的节点。可以更加有针对性地传播补丁。可以更加有针对性地传播补丁。可以更加有针对性地传播补丁。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法


[0001]本专利技术涉及控制领域，尤其涉及一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法。

技术介绍

[0002]无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)有着高覆盖、低成本、部署灵活等优点，被广泛应用于环境保护、国防军事、医疗卫生、智能电网等领域。研究表明：WSN的引入可以有效降低人工成本，并有效提高生产管理水平。
[0003]以WSN在农业中的应用为例：WSN在农业中的应用可以有效减少人工工作时间，从而减低人工成本；与此同时，节点对温度、湿度及空气质量的变化也更加敏感，可以及时将信息传递给管理层，使管理层迅速做出调整策略，从而提高农业管理水平。此外，针对特定环境，由节点构成的检测网络也有着明显的优势。
[0004]WSN的网络传输非常耗能，容易导致节点过早消亡。对于节点过早消亡的主要原因为：低能量节点未能及时获得补给而提前损坏和恶意软件会加剧节点的能量损耗，使节点能量更容易耗尽。
[0005]对于能量问题，一部分解决思路是利用太阳能来进行充电，太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法，其特征在于，包括：S1，确定无线传感器网络的时段；S2，基于无线传感器网络的时段构建状态转换图；S3，基于状态转换图构建控制模型；S4，基于控制模型构建成本函数；S5，构建哈密顿函数，基于成本函数和哈密顿函数获取最优控制策略。2.根据权利要求1所述的一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法，其特征在于，所述时段包括可太阳能充电时段和不可太阳能充电时段。3.根据权利要求2所述的一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法，其特征在于，所述S2包括：状态转换图包括第一状态转换图和第二状态转换图；确定节点的状态，节点的状态包括：易感染S、被感染I、已免疫R和已失效D；若无线传感器网络处于可太阳能充电时段，则根据节点在不同状态下的转换关系构建第一状态转换图；若无线传感器网络处于不可太阳能充电时段，则根据节点在不同状态下的转换关系构建第二状态转换图。4.根据权利要求3所述的一种基于时段划分的无线传感器网络控制方法，其特征在于，所述S3包括：控制模型包括第一控制模型和第二控制模型；若无线传感器网络处于可太阳能充电时段，则基于第一状态转换图构建第一控制模型：其中，S
i
表示处于第i个集合的易感染节点，其中i为集合的编号；t表示自变量，S
i
(nT)表示S
i
(t)函数里面的自变量t取值nT，nT
+
是nT这个时刻的右极限，nT表示节点定期投放时间点，I
j
表示表示第j个集合的被感染节点，R
i
表示表示第i个集合的已免疫节点，R
j
表示表
示第j个集合的已免疫节点，LS
i
表示第i个集合的低能量易感染节点，I
i
表示第i个集合的被感染节点；LI
i
表示第i个集合的低能量被感染节点，LR
i
表示第i个集合的低能量已免疫节点，Q
i
表示第i个集合中的节点的隔离隔间，N表示节点的总数，其中，节点的充电率用二次函数进行拟合：T表示非投放时段，nT表示节点定期投放时间点，具有相同通信连接性的节点会被划分到同一个集合，一共存在η个集合；β
ij
表示处于第j个集合的节点对第i个集合的节点的恶意软件传播率；γ
i
表示处于第i个集合的低能节点损坏率；μ
i
表示处于第i个集合的节点掉电率；C
i
表示处于第i个集合的节点太阳能充电率；α
ij
表示处于第j个集合对第i个集合的节点的补丁传输率；θ
i
表示第i个集合的补丁失效率；g
ij
表示处于第j个集合的节点对第i个集合的节点的转化率；δ为正整数，δT代表可太阳能充电的时段ε为正整数，εT代表不可太阳能充电的时段；P表示已免疫节点定期投放率；q
i
表示校正系数，保证C
i
在特定时间点为数值为0；X
i
表示处于第i个集合的节点失效常量；K
i
表示处于第i个集合的节点失效常变化率；Λ
i
表示处于第i个集合的节点定期投放率；e
Hi
表示无线传感器网络处于可太阳能充电时段时，第i个集合处于非投放时段内的易感染节点隔离率；表示无线传感器网络处于可太阳能充电时段时，第i个集合处于定期投放时间点的易感染节点隔离率；Λ
Hi
表示无线传感器网络处于可太阳能充电时段时，第i个集合处于定期投放时间点的投放率；Λ
QHi
表示无线传感器网络处于可太阳能充电时段时，第i个集合处于定期投放时间点的隔离隔间投放率；Q
i
(t)表示第i个集合中的节点隔离隔间；Ψ为正整数，ΨT表示无线传感器网络处于可太阳能充电时段时，控制策略的执行时间，ΨT≤δT；若无线传感器网络处于不可太阳能充电时段，则基于第二状态转换图构建第二控制模型：
其中，节点的损坏率用一次函数进行拟合：K
i
表示处于第i个集合的节点的失效常变化率；x
i
表示处于第i个集合的节点失效常量；e
Li
表示无线传感器网络处于不可太阳能充电时段时，第i个集合处于非投放时段内的易感染节点隔离率；表示第i个集合处于定期投放...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵云，武夕涞，黄梓毅，梁忠伟，钟晓静，杨耀权，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：