信息物理系统中基于Delaunay三角剖分的数据传输

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信息物理系统(Cyber-physical system,CPS)是一个在环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制能力的可控、可信、可扩展的网络化物理设备系统,CPS的一项基本应用就是采集数据和传输,但是由于感知节点移动、通信半径、能量消耗等因素,网络的连通性差,传统的数据传输方式不适合CPS网络。本文提出一种在CPS中基于Delaunay三角剖分的数据传输方式,首先通过计算几何的方式,对感知节点进行合理有效的部署,实现信号范围的合理覆盖。然后在该部署的网络拓扑环境下提出一种数据复制和数据更新机制,以及一种三角形为整体进行路由查找的方法,以实现在CPS网络中进行数据传输时得到高的传输成功率、低节点能量消耗和低传输延迟。关于在CPS网络中进行数据传输的研究,我们针对三方面提出了解决方案:  第一,提出一种基于Delaunay三角剖分的节点部署算法。该方法首先根据感知节点的相互探测形成若干个大小相异的团体,然后在团体内部采用分治的方法实现Delaunay三角形的构造,完成CPS系统下的感知节点部署。  第二,提出一种数据复制算法RDDC和一种简单数据更新方案。RDDC的核心思想是根据传输概率和团体的度(团体包含的三角形个数),选举出可以接收数据复本的团体,将数据复本传输给网络中度最大的前m个团体。在数据更新方面,主要在数据的表头添加了两个参数,版本号和计数器T。  第三,提出一种数据传输机制DFDT的实现。本质上本研究提出的DFDT包含了节点的部署、数据的复制和更新、路由查找。针对路由查找的实现,提出了一种以三角形为一跳,进行路由查找的机制,区别于传统的hop by hop的路由查找机制,适用于CPS网络中多跳的环境。
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