物联网中考虑节点故障的报文调度方案.PDF

第４２卷　第 １１期 　 计 算 机 工 程 ２０１６年 １１月 　　 Ｖｏｌ．４２　 Ｎｏ．１１ 　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０１６ ·物联网专题 · 文章编号：１０００３４２８（２０１６）１１００３２０６　　　文献标志码：Ａ　　　中图分类号：ＴＰ３９３ 物联网中考虑节点故障的报文调度方案 １ ２ 胡　英 ，娄　红 （１．湖南第一师范学院 信息科学与工程学院，长沙 ４１０２０５；２．中州大学 信息工程学院，郑州 ４５００００） 摘　要：在物联网（ＩｏＴ）环境中，为提升全网系统效率，提出一种考虑节点故障的报文调度方案。利用最短时间调 度机制实现报文顺序重排，在节省能量和备份节点部署成本的基础上，通过备份节点选择机制寻找最佳替代节点， 缩短报文响应时间。仿真结果表明，该方案能有效降低网络能量消耗及缩短 ＩｏＴ系统报文平均响应时间，并从延 长网络寿命角度给出不同节点故障率条件下的ＩｏＴ最佳备份节点配置数目。 关键词：物联网；代理节点；报文调度；节点故障；备份节点；能量消耗；响应时间 中文引用格式：胡　英，娄　红．物联网中考虑节点故障的报文调度方案［Ｊ］．计算机工程，２０１６，４２（１１）：３２３７． 英文引用格式：ＨｕＹｉｎｇ，ＬｏｕＨｏｎｇ．ＭｅｓｓａｇｅＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＳｃｈｅｍｅＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＮｏｄｅＦａｉｌｕｒｅｆｏｒＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ［Ｊ］． ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，４２（１１）：３２３７． ＭｅｓｓａｇｅＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇＳｃｈｅｍｅＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇＮｏｄｅＦａｉｌｕｒｅｆｏｒＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ １ ２ ＨＵＹｉｎｇ，ＬＯＵＨｏｎｇ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＦｉｒｓｔＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０２０５，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｏｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＩｎＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ）ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＩｏＴｓｙｓｔｅｍｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａ ｍｅｓｓａｇｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｓｃｈｅｍｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｎｏｄｅｆａｉｌｕｒｅ．Ｉｔｒｅａｌｉｚｅｓｍｅｓｓａｇｅｏｒｄｅｒｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｈｏｒｔｅｓｔｔｉｍｅ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｅｂｅｓｔａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｎｏｄｅｉｓｆｏｕｎｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｂａｃｋｕｐｎｏｄｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｂａｓｅｄｏｎｓａｖｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｓｔｏｆｂａｃｋｕｐｎｏｄｅｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｃｈｅｍｅｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｆａｓｔｅｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｏｆｍｅｓｓａｇｅｓａｎｄａｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅＩｏＴｓｙｓｔｅｍ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋｌｉｆｅ，ｉｔａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｎｕｍｂｅｒｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＩｏＴｂａｃｋｕｐｎｏｄｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｎｏｄｅ ｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ）；ｐｒｏｘｙｎｏ