物联网网关实时双向通信模块化设计

针对物联网系统数据的传输问题,以Node.j s为运行平台、采用Socket.IO通信机制和Redis数据库缓存技术实现网关与云平台之间的实时数据传输的双向通信系统.对网关进行功能模块划分,实现网关与平台之间关于底层设备认证、设备数据传输以及设备心跳的交互过程.对于系统进行功能及性能测试,实验结果表明,采用Socket.IO双向通信技术可以实现物联网网关物理模型与物联网云平台虚拟模型的同步更新,有效提高系统的数据传输效率.     

基于节点运动的机会网络路由算法

机会网络利用节点移动带来的接触机会传输数据,数据在节点运动过程中捎带转发,保证了节点独立性,但会给数据传输带来影响.以节点的运动特性为切入点,设计了基于运动的机会网络路由算法.综合考虑数据传输、数据内容以及应用需求等因素,设计了数据转发优先级评价模型,结合节点活动区间划分方案制定数据传输规则;设计了差异化副本传输策略,在数据传输效率和系统开销之间取得折衷;考虑了节点活动范围、中心度及能量水平,构建了运动自由度函数评估节点运动水平.在此基础上设计了效用函数,选择中继节点转发数据.仿真结果表明,该算法能够在满足传输要求的同时限制网络开销,提高分组投递率,降低传输时延.     

基于物联网通信协议的车辆信息系统开发

针对目前使用消息队列遥测传输(message queuing telemetry transport,MQTT)协议进行遥测数据传输时容易出现多节点通道数据重复,以及移动传输中节点通道连接不稳定等问题,提出一种基于Web Socket的MQTT协议(MQTT over WebSocket)数据传输方法。通过设置身份标识去重算法与数据格式匹配算法,构建数据传输模型,解决传输过程中可能出现的冗杂重复、数据丢包问题。使用该方法,辅以支持北斗导航的硬件设备开发一套车辆信息管理系统。测试报告表明,系统使用该方法实现了低频、稳定、高效的数据传输,具有较强的应用价值。     

核电厂模拟机电气系统建模与仿真

核电厂全范围模拟机电气系统数量众多导致仿真计算量巨大,设计参数的缺失影响仿真精度,系统数据接口之间的数值传输需要实时准确.为提高仿真计算效率、精度和保证实时数据传递,阐述了系统仿真策略和参数分类存取方法;基于电动机、静态负荷及低压开关模型和仿真,重点讨论了模块参数的反算功能和接口数据实时传递原理.以某1000 MW核电厂电动机及电气系统主接线为例,对仿真模型和方法进行了分析和验证.仿真结果证明:采用电气系统仿真策略和仿真方法,有效减少了全范围模拟的电气系统数量,对设备参数进行分类存取,提高了仿真计算效率;关键模型参数的自动反算和系统设备接口数据的及时准确传输,保证了计算的简洁性和数据传输的实时性;同时模型的仿真精度满足设计要求.仿真模型方法及开发工具在核电厂模拟机电气系统建模与仿真中具有广泛的适用性.     

分布式块设备复制系统的分析与改进

为了解决Linux2.6内核下的分布式块设备复制系统(distributedreplicatedblockdevice,DRBD)应用于远距离传输存在的传输效率的问题,分析了DRBD的数据监控、数据传输与接收的机制,指出了DRBD应用于远距离数据传输存在传输效率的问题的原因,提出并实现了一种对发送数据进行缓存的方法。该方法主要包括一种基于Linux2.6内核的数据缓存模型,并提供了差错控制机制。实验结果表明,该方法提高了DRBD远距离数据传输的效率。     

基于Socket和多线程的远程监控系统

探讨了基于Socket以及多线程技术的远程监控系统的设计和实现，介绍了系统设计的总体方案，并在VC＋＋6．0编程环境下实现了一种基于局域网的监控系统。Socket套节字作为目前最流行的网络通信应用程序接口之一，利用它可以方便地实现局域网内的数据传输。传统的单线程程序中，视频数据的鳊码、解码、传输不能同时进行，导致传输效率很低。为此，提出了多缓冲区多线程结构，有效地提高了视频数据的传输效率。实验证明，系统能有效地实现一点对多点的实时监控。     

DDS在分布式系统仿真中的应用

提出了数据分发服务(DDS)在分布式系统仿真中的一种应用.DDS是OMG组织的数据分发服务规范,可以应用于对数据传输性能要求高的领域.它定义了一种以数据为中心的数据发布-订阅模型,提供了一个与平台无关的数据模型,以简化分布式系统中数据的有效发布.通过使用DDS,可以实现分布式系统仿真环境中各个仿真节点之间高效、高速地进行数据交互.该方法与基于服务器的数据传输方法相比,DDS具有简单高效、传输时的服务质量(QoS)可控、数据的传输不依赖于服务器等优点.     

煤矿设备状态监测系统设计

针对煤矿井下设备群同时作业时设备监测数据高并发导致的低传输效率问题,提出了一种煤矿设备状态监测系统设计方案。该系统通过数据集成网关有效消除传感器网络的异构性:在数据集成网关中对不同传感器进行注册,利用传感器网络协议适配器调用不同传感器网络协议解析接口来消除传感器网络的异构性,生成统一格式的Java Script Object Notation(JSON)数据,并将数据发送到对应的消息推送服务中,通过ActiveMQ消息队列中的Queue通道进行点对点传输,数据传输服务将消息实时推送到网络传输模型中,实现设备状态数据的高并发传输,保证监测数据的实时性和可靠性。采用Netty网络传输模型避免空轮询导致的服务器负载增加,提高监测数据传输效率:在数据采集过程中,多个设备同时作业导致数据采样频率和传感器终端的并发请求数量升高,Netty模型中的Epoll模式优先处理已就绪的I/O连接,从而减少空轮询现象。测试结果表明,随着系统并发请求次数增加,采用Java Non-blocking I/O(NIO)模型比采用Netty模型的系统CPU使用率高28%;在系统并发请求次数相同的情况下,采用Java NIO模型的系统平均响应时间大于采用Netty模型的系统。采用Netty模型能有效提升煤矿设备状态监测系统的高并发处理能力,满足设备监测数据高效传输要求。     

基于GPRS的输电线路多参量远程采集系统

在分析现有输电线路实时监测系统数据传输模式的基础上,提出一种基于GPRS技术的远程数据采集系统.该系统利用GPRS网络和Socket网络通信技术开发,能够全天候工作,实现输电线路实时状态监测数据的无线传输.结果表明,系统能够实时、准确地传输输电线路的状态数据,满足实时传输数据的需要,为用户监测、分析输电线路状态奠定基础,在输电线路监测平台中具有较强的针对性和可靠性.     

机会网络中基于定向数据传输的地理路由算法

机会网络基于方向的地理路由(DIG)算法存在数据分组传输时延偏大以及成功率偏低的问题,这是由于DIG算法使数据在缓存中的等待时间过长且不能有效保证携带数据的节点向目的节点方向移动,针对该问题,提出了基于定向数据传输的地理路由(GRDDT)算法。该算法采用了一种新的数据转发机制并且更加有效地利用邻居表信息,有效避免了以上情形的出现,从而达到降低数据分组传输时延并提高成功率的目的。OPNET仿真实验结表明,与DIG算法相比,GRDDT算法在传输时延和数据传输成功率等方面的性能均得到提高。     

分布式并行仿真系统中的数据通信性能研究

该文针对半物理仿真平台中的分布式并行计算机系统，进行了不同计算机之间的数据通讯性能研究。结果表明利用普通的商用计算机，采用提高仿真程序优先级的策略，可以实现仿真程序的实时运算；采用网络交换机可以避免数据通讯中的阻塞和冲突，有效地解决了分布式计算机系统之间的网络通讯，可以实现燃气轮机系统的半物理实时仿真，这将为实时仿真提供通用的仿真平台，从而节约计算资源。     

无线传感器网络中分布式小波压缩

无线传感器网络中传感节点的资源十分有限,为了减少无线传感器网络在数据通信时的能量消耗,提出了基于提升格式的分布式小波数据压缩算法及其简化算法.这种方法一方面把整个小波变换所需的计算量分布于各个节点之中,通过简化消除额外的计算和数据传输,而且对于每个节点来说,计算量都很小,易于实现.另一方面又能有效地消除无线传感器网络中节点内和节点间的信息冗余,大大节省了无线传输所消耗的能量.仿真结果表明,与经典的方法相比,在能耗和重构信号质量上都获得了良好的效果.     

基于UDP的SAR回波分布式仿真研究

针对高分辨SAR回波仿真数据传输量大的问题,提出了构建低成本分布式实时仿真方案。利用UDP传输快速、实时的优点,基于UDP协议进行了数据通信软件设计,通过多任务机制、传输确认、CRC数据校验、时钟同步等软件设置实现了数据的可靠、实时传输。实验测试表明该方案能够满足数据可靠传输及SAR分布式实时仿真的要求。     

分层实时网络结构在仿真中的应用研究

复杂的实时仿真系统中不同层次对实时性要求各不相同.依据仿真数据划分为控制信息和状态信息,提出了运用实时TCP协议进行控制信息传输和使用实时UDP协议进行状态信息传输的实时仿真局域网.针对半实物接入的需求,实现了基于反射内存网的半实物接入网络.在信息传输延迟理论指导下,对两种网络环境进行了实时性分析.结合某武器系统的分布式仿真试验,给出了分层实时网络的设计方案.     

波束方向探测技术的注入式仿真系统验证

这篇文章主要介绍采用功率探测仪方式的注入式仿真系统对波束方向地面探测试验系统进行验证的系统设计和软、硬件控制与实现;通过向注入式仿真系统输入模拟目标星在不同位置发射的信号功率,以及目标星在平台坐标下的角度和位置信息,一方面确定地面探测试验系统技术方案的可行性和检测相关设备的性能,另一方面验证对目标星发射天线主波束方向的探测是否满足精度要求;通过仿真试验证明该注入式仿真系统不仅使用方便、节约成本,而且通过控制相关仪器设备能够准确记录地面探测试验系统对目标星仿真数据的计算信息,进而实现验证。     

基于虚拟空时信道技术的MIMO系统

MIMO通信系统能够在不增加系统带宽以及功率的情况下,提高系统的数据传输速率与频带利用率.常规MIMO通信系统的每根发射天线承载单路用户数据流,通过增加天线数目提高系统信道容量与载入用户数量,即不同用户数据分配至不同的发射天线上,对于发射端的天线,一方面,增加天线数会增加系统复杂度,另一方面,每根发射天线仅分配单一用户是浪费资源的.因此,在天线上复用多路用户是MIMO系统的发展趋势.针对问题,提出了在发射端级联虚拟空时信道模块的优化MIMO系统,该模块通过系统的反馈信息自适应地调整参数,优化无线信道,保证传输同样数据流的情况下,提高系统通信质量以及在同样的通信质量下与系统带宽下提高系统传输速率.实验测试以及仿真表明,在2×2规模的MIMO系统中,改进的MIMO系统能够在相同带宽内至少提高50%的传输速率.     

远程内网主机间点对点文件传输原理与实现技术

在一些分布式信息管理系统,尤其是网点分布范围比较广、地理位置比较远的数据采集系统中,普遍需要借助宽带网进行点对点数据传送。为此,在因特网的传统数据传输方式基础上,引入点对点分布式文件传输技术,提出了构建基于P2P的分布式数据传输系统的方法,并进行了原型系统的实现。     

基于PCI的智能化仿真通讯存储板的设计

在航空电子设备的仿真测试中,一方面为了达到被测目标的实时性指标要求,需要实现板卡智能化;另一方面为了实现试验故障现场重现与性能分析,需要进行全程的数据存储;测试系统的实时性与测试数据传输所需的巨大带宽形成激烈冲突,传统的429扩展板缓存容量有限不能满足需求;提出了一种基于PCI总线的大容量数据储存的智能卡设计方案;扩展卡以ARM控制器为核心,采用Flash作为板载储存器,能够自动收发储存数据。实验结果证明扩展卡具有很高的实时性,能够满足4Gbit的数据储存;另外扩展板卡采用模块化设计,整体方案还可以用于1553B总线通信卡、高速数据采集卡的设计与实现。     

基于RT-TCP/IP的DIS系统对象交互研究

DIS系统对于小型分布式仿真系统具有较好的性能与较低的成本.基于RT-TCP/IP网络环境设计了一种DIS系统对象的交互机制,针对RT-TCP/IP环境的特点对对象交互PDU进行了重新设计;针对网络传输的固有延迟,采用时戳机制与DR补偿模型对延迟进行修正;并借鉴HLA-RTI中的关于数据管理的一些思想,设计了数据过滤机制,结合DIS中DR算法,进一步保证了系统的实时性和可靠性.仿真应用实例表明,这种设计具有较好的实用性,可以用于飞机防空作战仿真等演示验证项目.采用了基于RT-TCP/IP技术的RT-DIS系统对象交互技术,具有开发时间短、成本与性能兼顾等优点,是一项良好的小型实时分布式仿真系统技术.     

Event-triggered MPC Design for Distributed Systems With Network Communications

This paper deals with the communication problem in the distributed system, considering the limited battery power in the wireless network and redundant transmission among nodes. We design an event-triggered model predictive control (ET-MPC) strategy to reduce the unnecessary communication while promising the system performance. On one hand, for a linear discrete time-invariant system, a triggering condition is derived based on the Lyapunov stability. Here, in order to further reduce the communication rate, we enforce a triggering condition only when the Lyapunov function will exceed its value at the last triggered time, but an average decrease is guaranteed. On the other hand, the feasibility is ensured by minimizing and optimizing the terminal constrained set between the maximal control invariant set and the target terminal set. Finally, we provide a simulation to verify the theoretical results. It's shown that the proposed strategy achieves a good trade-off between the closed-loop system performance and communication rate.