● 摘要
本文基于无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）面向应用，节点既传输又处理数据的显著特点，将WSN中所有节点看作处于不同层次的sink节点，通过对WSN应用的语义描述构建任务模型，以任务模型为基础提出了任务调整机制，并给出了一种基于能耗均衡的任务调整方法。任务调整是WSN语义通信体系的重要组成部分，与任务组合分解协同工作，实现了节点面向应用的语义通信，彻底改变了传统网络基于端到端的数据传输带来的节点传输和处理对象的不一致性。与已有任务组合分解方法相结合进行仿真，其结果显示了任务调整在节能能耗和网络生存期上的优势。
在语义任务模型的研究中，提出了分层次的WSN语义描述框架，其中数据表示层实现对传感器节点及原始感知数据等基本语义元素的描述，本体层从面向应用的角度通过构建任务本体来规范描述传感器节点、应用信息以及服务质量，语义处理层为本体层加入丰富的规则描述，并实现相应的推理，为网络的传输控制提供接口。任务模型是WSN语义通信的基础，也是任务调整机制中节点传输和处理的基本对象。
在任务调整基本机制的研究中，主要分析了任务调整的触发条件、任务的重新分配机制和节点的重新分簇机制。触发条件主要考虑节点在何种情况下进行任务调整；任务的重新分配主要解决如何将待调整的任务在节点间进行分配；节点的重新分组主要考虑的是在节点的任务发生变化后，如何更新节点的任务信息。任务调整以任务组合分解为基础，同时，任务调整又会影响已有的任务组合分解方式。
在能耗均衡的任务调整方法的研究中，针对WSN周期性采集数据这一应用类型的特点，利用能耗均衡算法确定参与调整的节点以及相对应的任务，使能耗低的节点分配较多的任务而能耗高的节点分配较少的任务，延长限制网络生存期长短的节点的寿命，在确保Sink节点能够完成用户指定任务的同时达到延长网络生存期的目的。仿真结果显示，结合了任务组合的任务调整和DD协议相比较在节点能耗和网络生存期上更具优势。