轮询系统由一个服务器和多个队列组成，服务器有权按照预定的顺序服务队列。设想一台机器或一个机器单元，它能处理各种各样的零件，零件从上游机器到达，并被保存在缓冲器中，直到机器提供服务为止，这种重复制造系统可以被模拟为一个轮询系统，一个具有不同客户类型的单服务器系统。轮询系统被认为是生产和制造系统、计算机和通信网络、交通运输系统和社会公共服务系统的性能评价的有效工具。轮询系统的控制结构包括队列的到达过程、队列间的转换查询过程和服务器的服务过程。按服务策略轮询系统可分为门限(Gated)、完全(Exhaustive)和限定(Limited-k)服务三种。

随着研究的不断深入以及应用的不断扩展，有关轮询系统的研究及应用也将会呈现前所未有的发展空间。而现今大多数对于轮询服务的研究都集中在对称性的轮询服务当中，但是非对称性轮询服务相较于对称性轮询服务能够更加灵活的运用于实际生活当中，由于在实际应用中，经常会有不同类信息或不同类站点，相应要求在同一种服务策略下，系统设置的参数需要满足不同类站点自身所需的要求，这就需要非对称的服务策略。

非对称性轮询服务系统的基本模型

因为在轮询系统中进行了优先级别的区分，所以系统中会存在着具有不同优先级的两种队列，对于中心队列具有更高的优先级，相比于普通队列其将获得更多的服务时间，并且保证了服务质量。区分优先级的两级轮询系统，既保证了队列优先级的需求，又避免了空闲查询时造成的时间延迟，达到了提高系统的利用率，减少时延的效果。

两级轮询服务模型

无线传感器网络由大量的传感器节点和汇聚节点组成。汇聚节点通常需要连接到另一个网络，所以它应具备有强大的数据处理和存储中心或是人机接口的接入点的网关，可以将控制信息传播到网络或从中提取数据，所以汇聚节点也被称为接收器。传感器节点通常是分散在传感器领域中，这些分散的传感器节点有能力收集数据并通过路由将数据路发送到汇聚节点，最后到达用户终端。由于其独特的设施，无线传感器网络的应用正在迅速增长。无线传感器网络的发展最初是由战场监视等军事应用推动的。然而，无线传感器网络现在被用于多种民用应用领域，包括环境和栖息地监测，医疗应用，家庭自动化和交通控制。

无线传感器网络                            传感器节点

无线传感器网络-军事应用                              无线传感器网络-农业生产

无线传感器网络-环境应用                                     无线传感器网络-智能交通

无线传感器网络-医疗应用                                   无线传感器网络-智能家居

由于无线传感器网络资源的有限性，发展节能的有效方案备受关注，因此，MAC协议的设计对无线传感器网络非常重要。通常的MAC协议有轮询机制和随机多址两种，由于其各具特点故都被广泛应用于无线传感器网络MAC协议的设计中。无线传感器网络实现轮询系统的控制可以采用分簇算法将动态自组织状态的网络变为相对固定的簇结构，在簇内则由簇首节点以单跳的方式来查询和控制各个节点的信息传输。随着这一领域的深入研究，无线传感器网络中对与轮询系统的研究取得了巨大的飞跃，使得无线传感器网络具有更高的能源效率，具有低延迟、高吞吐量、公平性和可扩展性。

引用格式：杨志军, 苏杨, 丁洪伟. 完全服务和非对称门限服务两级轮询系统特性分析. 自动化学报, 2018, 44(12): 2228-2237

链接：http://html.rhhz.net/ZDHXBZWB/html/2018-12-2228.htm

作者简介：

杨志军，研究员。1990年毕业于浙江大学计算机科学与工程系，获工学学士学位，2002年于云南大学信息学院获通信与信息系统专业工学硕士学位，2008年在云南大学信息学院获通信与信息系统专业工学博士学位.研究方向：计算机通信与网络、无线通信、轮询系统和教育信息化。E-mail: yzj207@aliyun.com

苏杨，云南大学信息学院硕士研究生,主要研究方向为无线传感器网络和轮询系统。 E-mail: sy064615@163.com

丁洪伟，教授。2010 年获得云南大学信息学院博士学位，主要研究方向为轮询系统和随机多址系统。E-mail: dhw1964@163.com