基于增量自适应支持向量机的AFM尖端磨损识别

为了提高纳米加工刀具磨损状态在线监测的精度与泛化能力，提出一种基于增量自适应支持向量机的基于原子力显微镜(AFM)尖端磨损识别方法。该方法以横向力的峰-峰值和方差作为特征变量，通过移动视窗获取增量数据；以维持Kuhn-Tucher定理所要求的最优化条件为准则，在当前支持向量机解结构基础上自适应修改正则化参数C和核参数σ,以获得更新支持向量机结构，并对增量数据及受其扰动的原数据进行分类；根据尖端失效点数量走势，判定尖端磨损程度。实验证明该算法在识别精度与时间上可满足在线检测要求。与定向非循环图支持向量分类器对比，该算法具有更强的鲁棒性与更高的泛化能力。     

基于代理模型的变复杂度方法在板料成形优化中的应用

板料成形优化中存在一些缺陷问题,如一步法与优化算法相结合时精度低、增量法与优化算法直接结合时效率低以及通过传统构造代理模型的方法构造高精度的代理模型时需要大量增量法模拟结果。为了充分发挥一步法和增量法各自的优点,提出采用变复杂度方法通过较少次数的试验样本点数据先在一步法和增量法间建立一个差值补偿响应面模型。通过一步法和差值补偿响应面模型构造新的试验样本点,在新构样本点和原有用增量法计算的样本点数据基础上建立移动最小二乘法代理模型,建立的移动最小二乘法代理模型精度和效率都较高。利用粒子群优化算法对移动最小二乘法代理模型进行优化求解。将该方法应用到了汽车某内板的成形性优化中,优化的结果显著地提高了板料的成形性。算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。     

一种基于分布式数据仓库的文件集快速更新算法

异构数据源整合是企业数据共享的前提，而高效的数据更新不仅节约系统开销还能提供实时数据。在分布式数据仓库的数据预处理区快速更新变动的数据是一个非常重要的热点问题，利用增量文件集的快速更新算法进行ETL设计可以加快数据更新的速度，消除异构数据模式的不一致和语义冲突问题，成套电器集团公司的成功应用证明了该算法的有效性。     

一种增量式贝叶斯算法及篦冷机故障诊断

针对批量式算法增量维护性能差的缺点,提出了一种贝叶斯增量学习算法(ILA)。检测到新数据集时,构造WTUN函数来判断结构是否需要更新,若结构需要更新,则构建影响度(Affect)函数,得到结构中需要修正的节点集,在其马尔可夫范围内利用爬山算子修改得到候选结构,利用改进的评分函数选择评分最大的结构作为最优结构。无论结构是否更新,都将原参数作为先验参数,利用EM算法更新参数。将该算法与批量爬山（HC）算法、增量爬山（IHC）算法、增量遗传算法（IGA）对比,ILA算法可以对网络进行增量维护,一定程度上节省了空间和时间。利用该算法建立篦冷机工艺参数的故障诊断模型,该模型能较为准确地实现对二次风温的故障诊断。     

DMA在高速实时数据采集系统中的应用

提出了一种应用于高速数据采集系统的DMA控制器设计方案,用以提高数据传输速率和微处理器效率.该DMA控制器具备PCI总线接口;设计了数据FIFO优化了数据采集存储及向上位机交互方式;支持多通道且制定了相应优先级仲裁策略;设计传输描述序列机制以增强DMA传输的可编程性,进一步减少微处理器对底层单元的参与.该方案具有良好的移植性,可应用于采样速率高、数据采集量大、数据实时性要求的数据采集系统.     

增量式FP_Growth算法及在信息抽取上的应用

对Web信息抽取中事物数据库和最小支持度发生变化时的频繁项目集更新问题进行研究,分析当大量增量数据到达时难以及时更新FP_tree的现象,通过对FP_Growth算法进行改进,提出一种基于频繁模式树的增量式FP_Growth挖掘算法,实现关联规则的提取。通过对二手IT产品交易网站的交易情况进行信息抽取并提取出关联规则,比较算法执行时间,分析置信度和支持度的变化,证明该算法能有效减少生成PT_Tree的时间,提高了挖掘效率。     

协同设计环境下的产品造型技术

根据协同设计环境下产品造型的特点，采用基于标识的实体模型和特征模型相结合的方法来进行产品模型的表示，有效地支持了特征编辑，并能保证协同模型的一致性。基于边界表示的变动基元集的增量传输算法，极大地减小了数据的传输量，保证了协同模型的实时同步性。     

求解资源受限多项目调度的改进遗传规划算法

针对优先级规则调度不具备优化能力的缺陷，提出了一种应用于资源受限多项目调度的改进超启发式遗传规划算法以进化出更理想的优先级规则。通过分析现有优先级规则构建出适用多项目调度的归一化属性集和顶层判别编码方式，并结合NSGA-Ⅱ虚拟适应度分配方法对种群进行评估以实现多目标优化。设计了一种多样性种群更新方式，以避免传统遗传规划易陷入局部最优的缺陷和提高搜索能力。通过基于标准数据集PSPLIB所构造的算例和飞机总装装配线的生产实例验证了该方法的有效性和可行性。     

视图增量计算的延迟部分补偿算法

为解决异步传播算法中视图增量计算时间过长、占用系统资源过多及某些错误补偿问题,提出了在数据源上进行延迟部分补偿的算法.该算法要求获取数据源的基表增量时记下增量的事务时间,在实化视图层记录已用于视图增量计算的基表增量的最大事务提交时间.当计算实化视图新的增量时,比较同一个数据源在实化视图层上的记录时间与增量子查询的执行时间,如果这段时间基表产生新的增量,则进行补偿查询.补偿过程采用单个数据源上的时间进行比较,避免了全局时间问题,也解决了现有部分补偿算法可能产生的错误.该算法利用基表之间的主外码约束来减少计算次数,提高计算效率.分析和实验表明,该算法在计算效率和正确性方面都有所提高.     

一种高分辨率图像的实时光流计算方案

Horn-Schunck(HS)法是一种稠密光流法,其计算复杂对于高分辨图像难以达到实时处理的效果,限制了它在实际工程中的应用。为此,提出一种高分辨率图像的实时光流计算方案。该方案由三个部分组成:基于动态灰度阈值的图像序列处理策略,该策略通过剔除受光照变化影响的像素点减少计算量,提升算法效率;增量更新的数值求导,通过避免重复计算,提高梯度计算的速度;基于GPU(GraphicsProcessingUnit)的图像数据并行存储检索结构与共享内存(Sharedmemory)优化策略,减少数据传输耗时,提高数据访问速度。风洞实验表明:动态灰度阈值策略能有效剔除受光照变化影响的像素点,较原HS光流法平均效率提升122.81%;增量更新的数值求导实验表明:增量更新的数值求导较传统求导效率提升分别为16.41%、17.60%、17.82%以及18.57%,效率随着图像分辨率增加而提高;光流并行计算实验表明:对于分辨率为1728×2352的图像,该方案的实时处理速度达到80帧/秒(fps),应用前景广阔。     

基于混合汇聚节点的无线传感器网络数据收集方法

在固定传感器网络中加入移动汇聚节点能降低整个网络的能量消耗、延长网络生存时间、增加网络容量。考虑网络中固定与移动汇聚节点共存的工作模式,提出了一种数据收集方法：在兼容网络原有固定汇聚节点模式的同时支持一个到多个移动汇聚节点,移动汇聚节点定期向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的存在信息,传感器节点向离自己跳数最小的汇聚节点发送或者转发数据包。距离移动汇聚节点一跳的传感器节点通过应答-超时重传的方法来保证到移动汇聚节点的可靠数据传输。仿真研究表明：相对于传统固定传感器网络,使用该方法能够大幅度延长网络寿命(正常流量情况下延长600%以上,大流量情况下延长350%以上);在网络高负载时最高数据传输成功率能达到91%,比节点全静止时提高了8.3倍,最低数据传输延迟仅为46.5ms,比节点全静止时减小了92%。     

Industrial high-speed wireless synchronous data acquisition system with real-time data compression

In this paper, an industrial wireless data acquisition system (WDAS) is presented. This system aims to change the inflexibility of wired system and improve the wireless transmission rate. First, the WDAS system consists of one wireless gateway and some wireless data acquisition terminals (WDAT), and IEEE 802.11n protocol is used to construct a multipoint distribution network. Then, in order to simplify the synchronous method and the data packet structure, we design a synchronous solution which adopts the console aided control method. The adaptive frequency and amplitude (AFA) compression algorithm is employed to reduce the data redundancy. Consequently, system can transmit more data by limited bandwidth. Last, some experiments of the compression algorithm are given to show the effectiveness of the AFA algorithm. By using the proposed system, distributed signals are synchronously measured and, hence, real-time analysis can be realized.     

Measuring IP Performance Metrics on Mobile Network with Heterogeneous Wireless Technologies

The new measurement scheme of IP performance metrics is proposed for the mobile network in heterogeneous wireless network environment. In the proposed scheme, when Mobile Nodes (MNs) inside the mobile network needs to understand the condition of multiple communication paths outside the mobile network, they can get IP performance metrics, such as delay, jitter, bandwidth, packet loss, etc., irrespective of the presence or absence of measurement functionality. At the same time, the proposed scheme does not require the MN to be involved in measuring IP performance metrics. The Multihomed Mobile Router (MMR) with heterogeneous wireless interfaces measures IP performance metrics on behalf of the MNs inside the mobile network. Then, MNs can get measured IP performance metrics from the MMR using L3 messages. The proposed scheme can reduce burden and power consumption of MNs with limited resource and battery power since MNs don't measure IP performance metrics directly. In addition, it can reduce considerably traffic overhead over wireless links on multiple measurement paths since signaling messages and injected testing traffic are reduced.     

Remote vibration measurement: a wireless passive surface acoustic wave resonator fast probing strategy

Surface acoustic wave (SAW) resonators can advantageously operate as passive sensors which can be interrogated through a wireless link. Amongst the practical applications of such devices, structural health monitoring through stress measurement and more generally vibration characteristics of mechanical structures benefit from the ability to bury such sensors within the considered structure (wireless and battery-less). However, measurement bandwidth becomes a significant challenge when measuring wideband vibration characteristics of mechanical structures. A fast SAW resonator measurement scheme is demonstrated here. The measurement bandwidth is limited by the physical settling time of the resonator (Q/π periods), requiring only two probe pulses through a monostatic RADAR-like electronic setup to identify the sensor resonance frequency and hence stress on a resonator acting as a strain gauge. A measurement update rate of 4800 Hz using a high quality factor SAW resonator operating in the 434 MHz Industrial, Scientific and Medical band is experimentally demonstrated.     

基于ARM的手机位置采集及跟踪研究

针对特殊群体的实时位置跟踪需求,研究了GPS位置数据获取算法和数据采集时间间隔更新算法,设计实现了基于ARM和Google Maps的手机位置跟踪系统。用户只需随身携带GPS手机,监护人即可通过嵌入式移动终端在地图上实时查看其位置信息,并在用户接近和进入危险区域时报警,可应用于老人、小孩、残疾人等特殊群体的保护。基于ARM的嵌入式位置信息数据库保存了用户出行数据,为智能手机定位的大数据研究提供支持。通过对GPS数据重复性、位置信息数据库以及ARM位置跟踪系统的性能测试,验证了算法的有效性及设计思路的可行性。     

采用增量数据传送方法的低功耗无线传感器设计

分析了无线传感器软件设计中的增量传送数据算法原理及效果,提出了一种具有实用价值且已规模应用的低功耗无线传感器的设计方法,对无线传感器用于实时监控缓慢变化的模拟感知量(如温度、湿度)和小概率变化的开关量(如各种告警信号)具有指导意义。     

基于RC5加密算法的无线传感器网络安全通信协议实现技术

随着传感器网络的广泛应用,世界上许多科学家的研究焦点越来越聚集于此。由于传感器的数据存储能力小、续航能力差、运行速度比较有限,且一般应用于不适合人类活动的恶劣环境中,因此,在实际应用和科研工作中,不仅要尽力保障传感器网络的正常运行,而且还要最大限度的提高传输信息的完整性和保密性。介绍了无线传感器网络的基本理论知识,分析了其安全问题的特点、存在的安全威胁以及特殊的安全目标。详细的分析了SNEP协议在数据机密性、完整性和点到点认证、新鲜性以及节点间通信的具体做法,在此基础上给出了适合SNEP协议实现的RC5加密算法,对加密算法做详细的分析并实现了算法的演示程序。     

Range expansion of cooperative mobile wireless network based on swarm intelligence optimization

We research maximum range expansion using a fixed number of mobile wireless nodes along a line which do distributed MIMO (Multiple Input Multiple Output) in diversity configuration, also known as cooperative transmission (CT). The emphasis is on optimal clusters and locations of these clusters to maximize the multi-hop reach along the line based on the swarm intelligence algorithms which are the Glowworm Swarm Optimization (GSO) and Improved Ant Colony Algorithm (IACA). We build the CT model which cannot be solved by conventional method, so we solve it by using GSO and IACA algorithms to get the optimal result. In GSO algorithm, every mobile wireless node is considered as a glowworm, and the intensity of signs is the intensity of luciferin. The direction of movement is determined as well as the direction of movement function under the constraint of outage probability in CT model. The contribution to the IACA is to modify the heuristic function and the pheromone update rule based on the optimization function to avoid local optimal result. Simulation experiments compared GSO, IACA with ACA and Exhaustive Attack Method (EAM), which proves GSO and IACA are effective, and the advantage of IACA is high accuracy and GSO is time saving.     

基于移动通信网络的实时视频传输系统

随着移动通信网络的发展和普及,无线视频传输开始在监控行业中发展起来,但是由于移动网络的带宽低,误码率高等缺点,无线视频传输面临着很大的挑战,无线视频传输中涉及到的主要有这样几个问题,一是带宽问题,二是网络传输问题.本文对这些关键技术做了大量的研究,提出了用移动多路同传方法来解决带宽问题,并设计出一套基于移动网络的.面向VOD视频传输的集中控制系统--大型集中式网络视频监控系统.该系统由前端编码传输设备,集中管理式服务器和客户端组成.     

基于移动信标的无线传感器网络混合节点定位算法

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一。本文在采用装备有GPS装置的移动信标的基础上,提出了加权质心定位方法和Unscented—KF滤波组合定位算法。算法首先利用加权质心定位方法,获得无线传感器网络未知节点的初步位置,再用Unscented—Kalman filter进一步提高定位精度。算法可以实现传感节点的低成本定位,容易达到很高的定位精度、可实现分布式定位计算。仿真结果显示,与算法较常用的极大似然估计相比,未知节点的定位精度有较大的提高。本算法定位过程中节点间无通信开销,计算量小,节省了宝贵的节点能量。在本文中算法是基于RSSI测距方式,它还可应用于TDOA,TOA等基于测距的定位算法中,具有较普遍的应用意义。