无线传感器网络的负载均衡策略研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61372082
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0102.信息系统与系统安全
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The primary challenge for wireless sensor networks (WSNs) is to prolong the network lifetime. As one of the key technologies for lengthening the lifetime, load balancing needs further research since there still exist many unresolved issues about its related strategies. Based on our preliminary studies and considering both the theoretical model and the actual environment, this project is dedicated to solving many crucial problems of load balancing in WSNs by carrying out the following innovative research: (1) creating a new network model based on minimizing the total energy consumption, providing a new modeling method and theoretical proof on its rationality, and thus setting up theoretical basis for load balancing; (2) exploring a new clustering scheme based on the global energy-saving model, finding a new modeling method and theoretical proof on its rationality, and thus achieving load balancing in theoretical models; (3) studying the balancing issues of monitoring tasks in node deployment, designing a new deployment algorithm with multiple load balancing strategies, and thus supplying preconditions for load balancing; and (4) searching for multiple key factors of load balancing in routing algorithms, designing a new clustering routing algorithm with multiple load balancing factors, and thus satisfying the data transmission requirements of practical application.
延长网络生命周期是无线传感器网络面临的首要挑战。负载均衡是延长无线传感器网络生命周期的关键技术之一。无线传感器网络的负载均衡策略当前存在诸多重要问题尚未解决,因而需要进一步研究。本项目拟根据我们的研究基础,从理论模型和实际环境出发,致力于解决无线传感器网络负载均衡的诸多重要问题而开展如下创新研究:(1)构建基于全局能量消耗最小化的网络模型,提供新型建模方法及其合理性的理论证明,为负载均衡提供理论基础;(2)探索基于全局节能模型的分簇模式,提供新型建模方法及其合理性的理论证明,实现理论模型下的负载均衡;(3)研究节点部署的监控任务均衡问题,设计多种负载均衡策略融合的节点部署算法,为负载均衡提供前期条件;(4)探讨路由算法的多种重要因素,设计基于多种重要均衡因素的分簇路由算法,满足数据传输的实际应用需求。

结项摘要

延长网络生命周期是无线传感器网络面临的首要挑战。负载均衡是延长无线传感器网络生命周期的关键技术之一。本项目主要解决无线传感器网络在负载均衡方面存在的问题,并着重从数据传输和节点部署两方面设计了新型负载均衡方法,显著提高系统寿命。本项目的具体贡献如下:(1)总结基于功率控制的无线传感器网络路由协议,指出未来发展方向,撰写专著章节一章。(2)总结无线传感器网络的非典型分簇技术特征,指出未来发展方向,发表综述论文1篇。(3)总结基于蚁群算法的无线传感器网络路由方法,指出未来发展方向,发表综述论文1篇。(4)提出多种基于负载均衡的无线传感器网络传输方法,重点在于实现能量效率和能量均衡统一,发表论文5篇。(5)提出多种基于负载均衡的无线传感器网络部署方法,重点在于实现部署代价减小和节点能耗均衡,发表论文6篇。本项目总结了无线传感器网络的负载均衡现状,并提出多种具体应对措施,对无线传感器网络的发展和普及提供科学依据和重要参考。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(1)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
Routing Protocols Based on Ant Colony Optimization in Wireless Sensor Networks: A Survey
无线传感器网络中基于蚁群优化的路由协议:综述
  • DOI:
    10.1109/access.2017.2769663
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Xuxun
  • 通讯作者:
    Liu Xuxun
A Deployment Strategy for Multiple Types of Requirements in Wireless Sensor Networks
无线传感器网络中多种类型需求的部署策略
  • DOI:
    10.1109/tcyb.2015.2443062
  • 发表时间:
    2015-10-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON CYBERNETICS
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Liu, Xuxun
  • 通讯作者:
    Liu, Xuxun
Node Deployment Based on Extra Path Creation for Wireless Sensor Networks on Mountain Roads
山路无线传感器网络基于额外路径创建的节点部署
  • DOI:
    10.1109/lcomm.2017.2739727
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    IEEE COMMUNICATIONS LETTERS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Xuxun
  • 通讯作者:
    Liu Xuxun
An Optimal-Distance-Based Transmission Strategy for Lifetime Maximization of Wireless Sensor Networks
无线传感器网络寿命最大化的基于最佳距离的传输策略
  • DOI:
    10.1109/jsen.2014.2372340
  • 发表时间:
    2015-06-01
  • 期刊:
    IEEE SENSORS JOURNAL
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Liu, Xuxun
  • 通讯作者:
    Liu, Xuxun
Energy-Balanced Transmission With Accurate Distances for Strip-Based Wireless Sensor Networks
带状无线传感器网络的精确距离能量平衡传输
  • DOI:
    10.1109/access.2017.2728367
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE ACCESS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xin Hongyan;Liu Xuxun
  • 通讯作者:
    Liu Xuxun

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其他文献

其他文献

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刘徐迅的其他基金

不同信道环境下无线体域网的传输资源分配方法
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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