传感网中延迟限定的非汇聚数据移动式收集

在大规模的无线传感器网络中收集数据,不仅需要考虑节点的能量消耗,而且还需要考虑数据收集延迟.如何有效地均衡节点的能量消耗,同时最小化数据收集延迟,是一个具有挑战性的问题.为了均衡节点的能量消耗,利用移动数据收集器收集数据.以此为基础,提出一种DC-Collection算法来解决数据收集延迟和能耗的问题.首先,在网络中构造最短路径树,网络非连通时,不同的网络子图可以构造多棵最短路径树,它们构成一个最短路径树集合;其次,在每一棵最短路径树上选取部分节点作为采集节点和逗留节点,使得以采集节点为根的限高树的高度不超过h,且在每个采集节点的通信区域内至少有一个逗留节点;再次,在每棵限高树内调整树的结构,让能量高的节点承担更多的子孙节点,最大化限高树的生命周期;最后,移动数据收集器从Sink出发,遍历逗留节点所在位置收集数据,最终回到起点,并将数据发送给Sink.通过理论分析和大量仿真实验,其结果表明:与现有的数据收集协议相比,DC-Collection不仅能够均衡各节点的能量消耗从而延长网络生命周期,而且能够缩短移动数据收集器收集数据行走的路径长度,从而缩短数据收集延迟.     

可充电无线传感网络能量均衡路由算法

针对可充电无线传感网络中的能量均衡路由问题,提出在稳定功率无线充电和监测数据收集网络场景下的多路径路由算法和机会路由算法,以实现网络的能量均衡。首先,通过电磁传播理论构建了无线传感节点的充电和接收功率关系模型;然后,考虑网络中无线传感节点的发送能耗和接收能耗,基于上述充电模型将网络能量均衡的路由问题转化为网络节点运行时间的最大最小化问题,通过线性规划得到的各链路流量用以指导路由中数据流量分配;最后,考虑一种更加现实的低功耗的场景,并提出了一种基于机会路由的能量均衡路由算法。实验结果表明,与最短路径路由（SPR）和期望周期最短路由（EDC）算法相比较,所提出的两种路由算法均能有效提高采集能量的利用率和工作周期内的网络生命周期。     

无线传感器网络中一种基于移动Sink的数据收集算法

针对移动无线传感器网络设计一种不依赖于节点地理位置的基于移动汇聚节点(Sink)的数据收集算法(Mobile Sink-based Data Gathering,MSDG)。该算法解决了无线传感器网络中多跳路由通信时出现能量空洞的"热点"问题。Sink沿途以最近的固定节点作为根节点动态构建路由树。簇内移动节点感知的数据经簇头进行数据融合计算,然后将融合后的数据沿路由树反向逐跳转发给Sink。仿真结果表明,MSDG在节点的平均能耗和网络生存时间等方面的性能远超过LEACH、ACE-L等数据收集协议。     

能量受限的单移动设备无线充电调度算法

基于磁耦合谐振的多节点充电技术为解决无线传感网络的健壮性问题提供了潜在的解决方法。为了减少充电设备的移动能耗,保证充电规划的可调度性,结合磁耦合谐振的充电效率,采用蜂窝网状结构将网络分割成若干充电区域,提出了基于移动充电设备的无线传感器网络充电调度算法。由于实际的移动设备能量通常有限,在每个充电周期内综合考虑移动设备能量、节点剩余能量等,提出了自适应动态算法以自动选择k个充电区域。规划充电路径时,采用实时性较好的弹性网络算法来满足网络节点的充电需求。仿真结果表明,充电设备能量的大小会直接影响网络的总能量与最小剩余能量,算法在设备能量有限时能够最大化网络的最小能量,延长网络的生命周期。     

无线传感网络中基于无线能量补给的能量感知路由算法

针对无线传感网络中随机分布传感器节点能量消耗不均衡的问题,提出了一种基于无线能量补给的能量感知路由算法。休眠节点不仅可以在无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)传输方式下通过功率分割方法进行无线能量补给,还可以在信息传输方式下通过无线能量收集方法进行能量补给,重新进入活跃状态,为信息传播提供更好的路由,提高传感器节点的能量利用,延长传感网络的使用寿命。在该算法中,通过优化节点间的信息和能量分配,最小化传输功率,引入能量路由度量方法,选择能耗最小的路径作为传输路径。仿真结果表明,本文提出的算法可以有效地利用节点资源,均衡多跳能量受限无线传感器网络中的能量分布。     

大范围WRSNs的数据路由和无线充电算法

针对传统电池供电系统能量有限问题,提出一种大范围无线可充电传感器网络(WRSNs)的数据路由和无线充电算法.以无线感知识别平台为基础,利用等边三角形的强覆盖性,并综合考虑网络路由协议和无线充电器特性对节点能量的影响,提出一种基于六边形路径的动态无线充电算法(IJRC_HP).算法包括两部分:依据充电器特性设计数据路由方法,使得能量接收功率高的节点承担更多的通信任务;依据该路由的特点设计充电方案,为能耗速度快的节点分配更多的充电时间.与等边三角形算法(TRIANGLE)、GRID算法进行仿真对比,实验结果表明,IJRC_HP算法在网络寿命提升、能量均衡、充电器移动效率和节点平均充电延时等方面具有优越性.     

容忍延迟传感器网络中基于分簇的移动Sink动态路由算法

在无线传感器网络中使用移动Sink能有效延长网络寿命。提出一种在容忍延迟传感器网络中基于分簇的移动Sink动态路由算法MSDR（Mobile Sink Dynamic Routing）,移动Sink根据簇头位置构建遍历所有簇头的Hamilton回路,并沿着该路径收集数据。进一步提出基于标记的数据缓存机制,有效解决算法中每一轮之间的数据存储问题。仿真实验结果表明,MSDR算法使网络具有较长的生命周期,能有效平衡网络能耗。     

基于移动Agent的WSN多层分簇算法

针对无线传感网分簇中每轮节点能耗不均衡的问题,提出一种基于移动Agent的多层分簇(MABMC)算法.构建多层分簇能量模型,采用移动Agent技术选举每轮簇头并收集数据.仿真实验结果表明,与能量有效的多层分簇算法和低功耗自适应集簇分层型算法相比,该算法可减少网络每层轮数的能耗,提高能耗均衡度,延长网络生命周期.     

联合无线充电与数据收集的移动充电装置多目标路径规划算法

针对无线传感器网络节点资源有限导致数据收集不完整和时效性差的问题，建立了联合无线充电和数据收集的移动充电装置（MCD）多目标路径规划模型，提出了一种基于贪心策略的联合无线充电和数据收集的MCD路径规划算法(PPGS)。首先，对监测区域采用基于正六边形的无缝划分策略，有效减少了MCD的访问单元数；然后，利用马尔可夫模型预测节点能量和数据采集量等参数，在此基础上预估了MCD锚点最小停留时间和最长等待时间。与现有时延受限移动式能量补充算法(DCMEC)和基于网格的移动装置调度算法(GBA+MDSA)相比，所提算法具有复杂度较低，且无需事先知道节点和锚点实际位置信息的优势。仿真结果表明：PPGS能以较少的MCD保证无线传感器网络数据收集的完整性和时效性。     

无线可充电传感网的高能效移动充电策略

采用无线能量传输技术的移动充电在无线可充电传感网的能量供给中扮演着重要角色。现有相关研究通常忽略了节点在等待充电时的能耗,简化对节点剩余能量阈值的假设,容易使节点耗尽能量而暂停工作。针对这一问题,文中提出一种新的移动充电策略,建立一种节点剩余能量预测模型以匹配节点的充电需求,分别构建了带权路径最小化以及基于带权路径的能量分配最大化问题,并分别采用遗传算法与线性规划对两者进行求解。通过仿真对所提移动充电策略进行了评估并与现有研究进行了对比。结果显示,所提移动充电策略有更高的移动充电能效,可维持网络长期正常工作。     

基于能量采集技术的无线传感网研究进展

介绍无线传感网中常用的能量采集技术的原理和工作特点,重点分析在无线传感网中利用太阳能提供能源供应的原理和关键技术。介绍由于使用能量采集技术给无线传感网所带来的硬件与网络协议方面的挑战以及目前的解决方案,最后总结未来可能的研究方向。     

Energy efficiency benchmarking for injection moulding processes

Energy and resource efficiency is becoming an important strategy in manufacturing. In the automotive industry, the assessment of the environmental impact of a product in use-phase is common practice. In contrast, the manufacturing phase often lacks detailed data; potential for improvement gets lost. Analysis and comparative evaluation of how the production factor energy is used in manufacturing can be an impulse for parallel improvements regarding energy, material and process time efficiency. The paper presents a systematic approach to energy efficiency benchmarking in injection moulding, specifically addressing the impact of the mould. A knowledge base serves as a baseline for the process of data collection and evaluation. Additionally, energy efficiency benchmarking of single processes give insight into the effectiveness of improvement measures and allow to identify best practice process and product designs. The concept can be extended to predict energy consumption of production plants. An energy label for moulds is introduced.     

基于能量分配的无线传感器网络能量空洞避免算法

无线传感器网络中,越靠近Sink 的节点将承担更多的数据转发,导致能量消耗较高而最先死亡,从而形成能量空洞使网络提前死亡。对传感器网络能量空洞进行研究,建立节点均匀分布的网络模型,提出一种分层的动态路由协议;通过分析网络动态路由获取各层网络节点能量负载情况,进而提出一种基于能量分配的传感器网络能量空洞避免算法EABEHA。仿真实验表明,该算法能够合理分配传感器网络的能量,和Flooding、LEACH等算法相比,EABEHA算法能够显著延长网络寿命。     

Dimensions of Employee Energy and Their Differences: Evidence from Chinese Insurance Companies

The purpose of this research is to explore the structure of employee energy and analyze its differences in demographic variables as well as the differences between groups. The study collected 294 questionnaires of employees in Chinese insurance companies. Confirmatory factor analysis and one‐way analysis of variance (ANOVA) were used in the data analysis. The results showed that employee energy is a three‐dimensional concept that comprises basal energy, growing energy, and behavioral energy. Employee energy only has significant differences on monthly income and the level of positions, and the employees who have high employee energy share the characteristic of both high monthly income and the level of positions. Respondents were divided into four groups: 1) high‐positive‐energy, 2) low‐positive‐energy, 3) low‐negative‐energy, and 4) high‐negative‐energy employees. High‐positive‐energy employees showed the characteristics of high basal energy, high growing energy, and high behavioral energy, showing a feature of plump wings. Finally, this research put forward suggestions to provide a reference for energy management. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.     

An error correction framework for sequences resulting from known state-transition models in Non-Intrusive Load Monitoring

Non-Intrusive Load Monitoring (NILM), the set of techniques used for disaggregating total electricity consumption in a building into its constituent electrical loads, has recently received renewed interest in the research community, partly due to the roll-out of smart metering technology worldwide. Event-based NILM approaches (i.e., those that are based on first segmenting the power time-series and associating each segment with the operation of electrical appliances) are a commonly implemented solution but are prone to the propagation of errors through the data processing pipeline. Thus, during energy estimation (the final step in the process), many corrections need to be made to account for errors incurred during segmentation, feature extraction and classification (the other steps typically present in event-based approaches). A robust framework for energy estimation should use the labels from classification to (1) model the different state transitions that can occur in an appliance; (2) account for any misclassifications by correcting event labels that violate the extracted model; and (3) accurately estimate the energy consumed by that appliance over a period of time. In this paper, we address the second problem by proposing an error-correcting algorithm which looks at sequences generated by Finite State Machines (FSMs) and corrects for errors in the sequence; errors are defined as state transitions that violate the said FSM. We evaluate our framework on simulated data and find that it improves energy estimation errors. We further test it on data from 43 appliances collected from 19 houses and find that the framework significantly improves errors in energy estimates when compared to the case with no correction in 19 appliances, leaves 17 appliances unchanged, and has a slightly negative impact on 6 appliances.     

能源管理在湘钢的应用

我国面临着巨大的能源压力。钢铁企业是耗能大户,而我国钢铁企业的能耗高,能耗管理水平与国际同行相比有较大差距。从钢铁企业入手,进行有效的能源生产和调度管理,对于企业的节能减排有着非常好的示范作用。本文介绍了湘钢能源调管理的现状,分析了当前能源改造的难点,提出了湘钢能源调度管理的要求,设计了能源管理方案,并分析了实施后带来的效果。可以作为类似企业的一种能源管理方案的借鉴。     

无线传感器网络能量优化与建模技术综述

由于无线传感器网络的能量受限,如何优化网络能量消耗和评估网络生存周期是当前无线传感器网络研究的首要挑战。在分析无线传感器网络能量消耗特征的基础上,调研传感器网络节点和网络系统的能量优化策略;并针对能量优化存在的不足,分析近几年兴起的无线传感器网络能耗建模工作;从基于无线通信、状态转换、协议栈等方面归纳总结无线传感器网络能耗模型的建模方法;指出跨层能量优化以及软硬件综合的能耗建模技术是无线传感器网络能量研究的重点。     

浅析绿色数据中心节能建设思路

从数据中心的典型能耗构成和PUE值计算分析出发,针对数据中心典型能耗的四个主要构成部分：IT设备、机房空调系统、供配电系统和照明系统等,提出绿色数据中心的节能解决方案和措施,为如何建设绿色数据中心和实现数据中心的节能提供良好建议。     

超声换能器的频率选择

介绍了超声波在矿浆中的衰减原理,并从理论上叙述了超声波的波长与矿浆粒径的关系,指出从已知矿浆的粒度分布状态可以选择超声波的频率,在选矿自动化中能应用超声波的衰减原理来测量矿浆的粒度和浓度。由此设计的超声换能器,其输出信号的幅度达8－10V。     

基于混合储能结构的能量捕获无线通信信道容量分析

针对现有能量捕获技术存在能量来源不稳定、储能设备容量有限等特点,提出了一种基于超级电容和电池的混合储能结构,并建模分析其相应的通信信道容量性能。首先,针对点对点能量捕获无线通信系统,建立基于混合能量存储结构的通信信道模型。其次,根据能量捕获的随机特性,假设能量到达过程符合伯努利随机过程,提出了一种近似最优能量分配策略,推导出系统平均吞吐量的上、下界限及其常数差值,并进一步求得系统近似信道容量。最后,通过实验验证了在捕获能量小于和大于超级电容储能容量两种情形下,系统信道容量上、下界的恒定差值分别为1.77bps/Hz和2.49bps/Hz;同时,相比传统节点采用电池作为单一储能结构,混合能量存储结构能够有效提高系统的能量利用率,增大系统的信道容量,当超级电容储能容量与电池储能容量的比例为12时,信道容量的上界 可提升到70%。