群智感知数据收集设备与处理平台优化控制算法研究

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1、．，辦脚ｍＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｌｇ｜｜＾＾重±专业学位论文３ｊｆｊ＾Ｐ群智感知数据收集设备与处理平台誦化化控制算法研究ｊｍ姓名編＾ｒａｌｌ＾指导教师方雜副教授＾ｕｍｉ培养院系计＠結信息技术学１％ｆｌＨＨ劉瞧二零－六年六巧中４ＷＫＭ＾－：ｒｉ齡交道乂夢硕：ｔ专业学位论文群智感知数据收集设备与处理平台优化控制算法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＯｐｔｉｍａｌＣｏｎｔｒｏｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆＤａｔａＧａｔｈｅｒｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＰｒｏｃｅ

2、ｓｓｉｎｇＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＣｒｏｗｄＳｅｎｓｉｎｇ作者：赵晓洁导师：方维维北京交通大学２０１６年６月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特＞授权北京交迦大学可１＾１将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务？，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供疫阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可Ｗ为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名

3、：＾导师签名：签字日期：如／占年度月文４日签字日期：年６月＾日学校化码：１０００４密级：公开北京交通大学硕±专业学位论文群智感知数据收集设备与处理平台优化控制算法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＯｐｔｉｍａｌＣｏｎｔｒｏｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆＤａｔａＧａｔｈｅｒｉｎｇＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＣｒｏｗｄＳｅｎｓｉｎｇｇ１１２２１作者姓名：赵晓洁学号：４巧：导师姓名方维维职称：副教授工程硕±专业领域：计算机技术学位级别：硕±北京交通大学２０１６

4、年６月１致谢首先感谢我的导师方维维副教授在我研究生期间对我学习、生活、工作的关必巧指导。本论文的研究、实验及撰写等工作是在方老师的悉也指导与严谨监督Ｋ完成的。方老师教会了我如何做研究，在研究遇到困难时对我淳璋教诲，在整个研究过程中给我提出了很多宝贵的建议，使我受益匪浅，。方老师知识渊博治学严谨，待人诚挈热必，，对工作与生活积极进取是我学习的榜样，也将影响着、，衷屯祝愿方老师桃李满天下我日后的工作与学习。师恩难忘。在实验室工作及论文研究期间，赵京京，刘春同学对我的科研工作给予支持与鼓励，，在此表达我的感激之情。同时感谢尹艳艳同学在

5、我撰写论文期间给我提供良好的学习环境。感谢我的家人，在我的学习生涯中对我的鼓励与支持，使我能够在学校专也，认识的所有同学及朋友们完成我的学业。同时也耍感谢在交大学习期间，正因为有了你们的陪伴，才有了我研究生期间如此美丽的生活。ｉｉ北京交逝大学硕±专业学位论文摘要摘要近年来，随着物联网的深入发展，群智感知作为物联网中低成本且更为灵活的新型感知模式受到广泛关注。目前关于群智感知的研究大多基于特殊的应用和，需求构建的应用平台没有考虑请求到达的随机性，资源的可用性，对参与用户的激励机制等。寻找更为通用的平台实现对数据收集与资源分配

6、的优化调度，对群智感知的研究与发展至关重要。本文围绕群智感知模式下，，数据收集设备与处理平台的优化控制问题针对随机的网络环境下，请求动态到达、计算资源的可用性等约束条件下，采用李雅普诺夫优化理论，实现移动设备时均效用最优与平台时均利润最大化。主要工作及创新点如下：将李雅普诺夫优化思想用于群智感知模式中，解决感知端和平台端的优化问题。李雅普诺夫优化理论主要用于通信和队列系统。针对动症网络环境中，事件随机性，时变性和不确定性等时均约束条件下，保证系统的稳定性同时做出在线控制决策，解决时均优化或时均函数优化问题。和传统技术如动态规划、马

7、尔科夫决策过程相比，李雅普诺夫优化算法不需要长期历史统计信息，不针对特定场景，有较好的迁移性和计算复杂度。二、构造群智感知中移动设备端优化控制模型，保证数据传输时能量使用最优，设备时均效用最大。本文分析移动设备数据传输等过程并建模，采用李雅普诺夫优化思想，设计优化控制算法。通过理论分析和仿真实验，验证了我们提出的算法保证系统稳定性，实现了移动设备效用最优。Ｈ、构造群智感知中处理平台端优化控制模型，做到系统吞吐量与开销的权衡，保证系统时均利润最大。本文针对由移动用户，ｃｌｏｕｄｌｅｔｓ，处理平台组成的系＾，基于李雅普诺