[发明专利]信息不对称条件下的无线传感器网络数据收集调度方法及系统

说明书

本发明公开了无线传感器领域内的一种信息不对称条件下的无线传感器网络数据收集调度方法及系统，包括以下步骤：1）构建包含一个根服务器CS和个簇头CH的网络模型；2）构建无线传感器网络，其中，CS调度CH收集簇内无线传感器终端上的数据用于后续特定类型的机器学习，建立CS和CH的效用函数；3）基于无线传感器网络，将CS和CH分别映射成调度双方，采用契约约束解决CS和CH之间的信息不对称问题；4）基于步骤3）设计得到最佳契约，并基于最佳契约实施数据收集调度方法，达成CS的调度目标，本发明解决了根服务器CS在信息不对称的情况下调度簇头CH收集对应类别数据的问题，可用于物联网无线传感器控制中。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络数据收集调度方法。

背景技术

无线传感器网络作为物联网的重要组成部分，在各个方面都有着广阔的应用前景。数据是传感器所采集到的最重要的资源，各类传感器所采集的数据在多个方面有重要的作用，如群智感知、联邦学习等。

然而无线传感器终端所采集的数据具有异构性，如果不进行处理会影响后续的数据分析。另外由于传感器终端计算能力有限，常常需要将大量的原始数据传输至根服务器来处理，这会导致一些敏感数据的泄露，威胁隐私安全。

然而在数据采集的过程中各个无线传感器终端都是自私的，需要奉献自己的资源来参与，没有合理的补偿和有效的调度方法就无法招募到足够的参与者；另外随着人们对隐私泄露的担忧增强，数据需求者往往只能获得终端的数据参数而非原始数据，从而无法了解终端的数据质量情况，造成了信息的不对称性。

发明内容

本发明的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本说明书以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本说明书、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

针对现有技术中无限传感器终端数据信息的不对称性，提出了本发明，因此，本发明提供了一种信息不对称条件下的无线传感器网络数据收集调度方法及系统，以解决根服务器CS在信息不对称的情况下调度簇头CH收集对应类别数据的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种信息不对称条件下的无线传感器网络数据收集调度方法，包括以下步骤：

1)构建包含一个根服务器CS和M个簇头CH的网络模型，所述簇头由簇头下的底层无线传感器终端聚类而成；

2)构建无线传感器网络，其中，CS调度CH收集簇内无线传感器终端上的数据用于后续特定类型的机器学习，并建立CS和CH的效用函数；

3)基于无线传感器网络，将CS和CH分别映射成调度双方，采用契约约束解决CS和CH之间的信息不对称问题，假设CS只知道CH的类别总数和每个类别的概率，CS可以为不同类别的CH提供一系列契约；

4)基于步骤3)设计得到最佳契约，并基于最佳契约实施数据收集调度方法，达成CS的调度目标。

作为本发明所述信息不对称条件下的无线传感器网络数据收集调度方法的优选技术方案，步骤1)具体为：

定义CHm∈M下属簇内无线传感器终端数据类别的分布与根服务器的数据类别分布的差异程度为：

其中，A是数据的类别集合，h_c,a是CS上数据类别为a的概率，h_m,a是CH m∈M上数据类别为a的概率；

定义φ_m＝1-δ_m为CHm∈M的数据对CS的贡献度，将CHm∈M按照按照φ_m升序分为M个类别。