基于能量和邻居信息的传感器睡眠调度协议

调度冗余节点轮流工作能够有效延长网络寿命。研究传感器网络节点的随机睡眠调度机制,给出了一种基于能量和节点邻居距离的随机调度机制。传感器节点根据自身的能量大小以及邻居的信息确定睡眠概率,使能量较小,并且工作邻居节点数目大的节点获得较大的睡眠概率。最后分析比较了这种机制与另外两种机制的性能。实验结果表明,基于能量和邻居信息的调度机制能够减少工作节点个数,保证较高的网络覆盖率。     

授权股份证明共识机制的改进方案

针对授权股份证明（DPoS）机制中存在的节点投票积极性不高及如何降低恶意节点被选举为代表节点的概率等问题,提出了一种基于奖励机制和信用机制的改进方案。奖励机制规定代表节点所得的交易费要与为它投票的节点所共享,并提出一种改进的收益分配算法合理分配各节点所得的权益;信用机制为节点设置信誉值和状态,并通过优化投票结果的计算方式加大恶意节点成为代表节点的难度。在以太坊平台上搭建了测试区块链对改进方案进行了实验分析,结果表明该改进方案能够降低恶意节点选举成功的概率,提高了系统的安全性。     

一种基于节点全局信任值的BitTorrent系统区分服务机制

BitTorrent系统中节点的搭便车行为严重影响系统的健壮性和稳定性.针对BitTorrent系统中搭便车行为抑制机制存在的不足,提出一种基于节点全局信任值的区分服务机制.在该机制中,Tracker服务器依据节点反馈的本地信任值计算节点全局信任值,依据全局信任值识别贡献节点与搭便车节点,对两类节点采取区分服务策略:为贡献节点与搭便车节点分别返回其同类对等节点,使搭便车节点无法与贡献节点建立连接进而获取文件资源;在贡献节点中又进一步区分高贡献节点和普通贡献节点,引入返回比例因子为其提供差异服务,使高贡献节点获得更快的下载速度.实验表明,该机制能有效隔离并惩罚搭便车节点,奖励高贡献节点.     

一种基于差评散布的P2P网络信任机制

面对各种网络攻击,P2P网络需要有效的信任机制隔离恶意节点,保证节点的成功交易。考虑节点行为特征和差评的重要性,提出基于差评散布的信任机制。服务节点一旦提供的服务被给出差评,对其近期交易的相关节点进行差评的散布,加大差评对服务节点声誉的影响力度。经过二次计算的节点声誉值能真实反映节点近期的声誉水平与交易趋势。实验结果表明,该信任机制能保证正常节点的交易成功率,有效对抗各种攻击行为。     

P2P网络的恶意节点检测模型

为了解决分布式结构给P2P网络带来的安全问题,提出了一种适用于P2P网络的恶意节点检测机制,在此基础上设计了P2P网络恶意节点检测模型。在网络中定义针对不同攻击的节点行为规范(NBS),并根据NBS对节点之间发送的消息进行比较,找出与多数节点发送消息具有不同内容的节点,定义为恶意节点,然后利用分布式证书机制将恶意节点清除出网络。实验结果表明,该机制具有较好的可靠性和有效性。     

基于“奖励制度”的DPoS共识机制改进

共识机制是区块链技术的核心。授权股权证明(Delegated Proof-of-Stake,DPoS)作为一种共识机制,其中每个节点都能够自主决定其信任的授权节点,从而实现快速共识验证。但DPoS机制仍然存在着节点投票不积极以及节点腐败的安全问题。针对这两个问题,文中提出了基于奖励的DPoS改进方案,投票奖励用以激励节点积极参与投票,举报奖励用以激励节点积极举报贿赂节点。Matlab仿真结果表明,投票奖励方法的引入提高了节点投票的积极性。与原始DPoS共识机制下投票节点数占比45%~50%相比,两种投票奖励方法使得参与投票节点数占比分别增加至65%~70%以及55%~60%。相比原始DPoS共识机制下不接受贿赂节点占比会随着恶意节点贿赂力度的加大而不断减少的情况,举报奖励方法的引入使得选择举报节点的占比出现了明显增加,在投票轮数为20的情况下,选择举报节点的总占比可以增至54%。实验结果表明,奖励制度的引入不但能够提高节点投票的积极性,而且增强了普通节点对恶意节点的贿赂抵抗性,使恶意节点成“代理人节点”的概率变小,保障了网络安全性。     

一种可信网络节点行为证据监测与管理机制*

提出的用于网络节点行为证据监测与管理的机制可以实现对监测得到的节点行为进行证据量化处理,并与该节点历史记录的行为证据加权,得到节点行为证据优属度,以此实现对节点行为是否可信的准确评估。实验仿真结果显示,该机制能很好地收集网络节点行为证据,实现网络节点证据优属度的管理,并且该机制符合网络中节点行为证据优属度的慢升快降原则和高可优属度的不易获得和不易维持原则。     

面向云数据安全自毁的分布式哈希表网络节点信任评估机制

在云环境下的数据自毁机制中,针对分布式哈希表（DHT）网络的恶意节点和不诚信节点容易造成密钥分量丢失或泄露等问题,提出面向云数据安全自毁的DHT网络节点信任评估机制。该机制首先为节点建立二维信任评估模型,对节点可信程度进行定性和定量的考察;接着改进节点直接信任值和推荐信任值的计算方法,充分考虑节点内外因素,从节点运行环境和交互经验两个维度出发并细化到不同层级计算节点信任值,得到信任评价子云;然后将各个信任评价子云加权合成得到综合信任云,采用云发生器描绘出综合信任云一维高斯云图形;最后结合信任决策算法选出最优可信节点。实验结果表明该机制能够帮助原有的数据自毁机制找到更适合存储密钥分量的DHT网络节点,提高了系统的容灾能力并降低了系统计算负载。     

委托权益证明共识机制的改进方案

针对委托权益证明（DPoS）共识机制由于投票不积极和选举周期过长造成的恶意节点剔除不及时的问题，提出了一种基于熔断机制、信用机制和备用见证人节点的DPoS共识机制改进方案。首先，引入熔断机制，提供了反对票功能，加快踢出作恶节点；其次，引入信用机制，为节点设置信用分数和信用等级，通过监测节点行为来动态调整节点信用分数和等级，加大作恶节点获得票数的难度；最后，加入备用见证人节点列表，及时填补因为节点作恶被撤销见证权后出现的空缺。搭建了基于本改进方案的测试区块链系统，通过实验验证改进方案的可用性和有效性。实验结果表明，采用改进后的DPoS共识机制的区块链可及时剔除作恶节点，适用于大多数场景的应用。     

基于“热”节点轮转的无线传感器网络协议

PEGASIS-I协议是为了解决PEGASIS协议中信息传输时延长、网络维护代价大、节点与节点之间存在长链等缺点而提出的一种基于扇形的无线传感器网络协议,但该协议存在根节点能量负载过大、容易死亡的缺点。为了解决该缺点,在PEGASIS-I协议的基础上提出一种基于＂热＂节点轮转的新协议,新协议设计了＂热＂节点轮转机制与＂相似＂节点群择一发送机制。当网络中非叶子节点能量耗损过多时,＂热＂节点轮转机制可将其变成叶子节点,防止其过早死亡。＂相似＂节点群择一发送机制能显著减少网络通信量,进一步延长网络生存时间。Matlab仿真表明：与PEGASIS-I协议相比,新协议有效延长了网络生存时间。     

基于CAN总线在线更新机制的设计与实现

为解决CAN总线系统节点应用程序更新问题,本文利用节点微控制器LPC2119集成的功能模块和IAP技术,设计与实现了在线更新机制。该机制使用、维护方便,可靠性高,扩展性好,对其他嵌入式应用软件的升级有借鉴作用。     

基于ISO15765协议的嵌入式系统升级

CAN分布式系统内节点应用软件升级代价高,针对此进行了研究,论述一种将ISO15765协议诊断服务功能运用于CAN总线之上,利用具有Cortex-M3内核的节点微控制器STM32F103VET6集成功能模块和在线应用编程技术(In Application Programming,IAP)。研究实现了嵌入式软件在线升级方案,实验证明该方案操作便捷,可靠性和稳定性好,对其他运用在无线网络中的嵌入式应用软件远程升级有参考意义。     

带式输送机故障定位系统网关的设计

以带式输送机故障定位系统为应用背景,提出了一种基于STM32F103VE微处理器的CAN总线与Profibus-DP总线网关的设计方案。该网关在CAN网络中作为一个CAN通信节点,在Profibus-DP网络中作为一个从站;带式输送机沿线分布若干个CAN检测节点,每个节点负责检测其段内的4种传感器设备采集的实时数据,如果检测到故障信息,CAN检测节点就会向网关发送故障信息报文,网关接收CAN检测节点发送的报文并进行存储;当网关与Profibus-DP主站连通后,作为Profibus-DP从站的网关可以通过查询方式把故障信息报文传送到Profibus-DP主站中,从而实现故障定位功能。实际应用表明,该网关运行稳定、可靠,实现了带式输送机故障定位系统中CAN总线及Profibus-DP总线的互联。     

CAN总线在井下测井仪中的应用

在分析CAN协议原理及应用的基础上,根据测井仪工作系统的具体要求,设计了新的CAN总线应用层协议,将其应用到井下测井仪中。该协议在CAN2.0的基础上参考CANopen协议规范,重新定义了标志符,构建了一种新型、可容纳多节点的CAN总线网络机制,实现了井下多监测探管与上位机节点的网络化同步通信。     

基于双CAN总线的液压支架控制系统的设计

针对矿井综采工作面环境恶劣及液压支架节点数量较多的问题,文章提出了一种基于双CAN总线的液压支架控制系统的设计方案,分析了系统工作环境,给出了系统结构,详细介绍了控制器节点的硬件及软件设计,并阐述了双CAN总线通信的实现。该系统根据系统的工作要求将总线上的数据分为邻架操作和支架状态2种数据,并且分2个不同的通道传递数据,在总线出现故障时实现通道的自动切换功能。实际应用表明,在总线和所有节点工作正常的情况下,该系统的实时性比采用单个CAN总线有较大提高;在1条总线中断的情况下,基于单CAN总线的通信系统将瘫痪,而基于双CAN总线的通信系统仍可正常工作,且实时性能与基于单CAN总线的通信系统相比没有下降。该方案为双CAN总线的应用和提高液压支架控制系统通信网络的性能提供了一个新的设计思想。     

基于单片机和MCP2510的CAN总线通信模块的设计

CAN总线上的分布控制节点一般由单片机和可编程的CAN通信控制器组成。本文介绍了一种新型的独立通信控制器MCP2510,并给出其在CAN总线系统智能节点中的一个应用实例。硬件设计给出了节点的电路原理图,软件设计给出了系统程序的设计流程图及其需要注意的问题。     

基于嵌入式系统μC/OS-Ⅱ的双CAN通信构件

On the basis of transplanting successfully a suit ofRTOS μC/OS-Ⅱ to MB90F543 MCU, double CAN communicat-ing program module have been embedded into μC/OS-Ⅱ as abuilding block. Double CAN redundant communication have beenrealized among several hardware nodes based on μC/OS-Ⅱ. Thedesign mechanism, hardware and software of double CAN communication were described in detail. The paper analyze the differences of CAN communication based on μC/OS-Ⅱ and traditional foreground/background system.     

CAN总线在地面爬行机器人中的应用

基于CAN总线实现了地面爬行机器人的通信网络.简要介绍了CAN总线的特点,提出了利用CAN总线构建地面爬行机器人的通信网络,并加以实现.提出了两种方案实现CAN的应用层协议,并对每种方案进行了性能分析.设计的针对性实验验证了本系统的可靠性和稳定性,结果表明基于CAN总线的通信网络满足了在地面爬行机器人中的应用.     

基于CAN总线的海洋平台数据采集系统

介绍了一种基于CAN总线的数据采集系统,讨论了该系统应用在海洋平台这类特殊环境下的系统结构和现场节点的具体设计.系统由上位监控机、CAN网卡、智能网桥节点和智能采集节点组成,采用总线方式的网络拓扑结构,构成一种基于CAN总线的分布式监控采集系统.智能节点以AT89S52单片机为微控制器,使用SJA1000作为CAN控制器,可构成上行和下行网络通信波特率分别为500kbps和250kbps的CAN网络.详细分析了该系统的硬件组成,应用层协议和通讯流程.系统已应用于某海上平台的环境载荷的监测,提高了数据传输的可靠性,为平台的安全运行和结构的优化设计提供了科学依据.     

Allocating data and operations to nodes in distributed databasedesign

The allocation of data and operations to nodes in a computer communications network is a critical issue in distributed database design. An efficient distributed database design must trade off performance and cost among retrieval and update activities at the various nodes. It must consider the concurrency control mechanism used as well as capacity constraints at nodes and on links in the network. It must determine where data will be allocated, the degree of data replication, which copy of the data will be used for each retrieval activity, and where operations such as select, project, join, and union will be performed. We develop a comprehensive mathematical modeling approach for this problem. The approach first generates units of data (file fragments) to be allocated from a logical data model representation and a characterization of retrieval and update activities. Retrieval and update activities are then decomposed into relational operations on these fragments. Both fragments and operations on them are then allocated to nodes using a mathematical modeling approach. The mathematical model considers network communication, local processing, and data storage costs. A genetic algorithm is developed to solve this mathematical formulation