桥梁养护管理系统研究与开发

在传统的桥梁养护管理系统研究的基础上，利用B／S架构和WebGIS技术，研究分析了现代桥梁养护管理系统发展的目标和要求，提出了现代桥梁养护管理系统设计方法，并对桥梁养护管理系统进行了开发设计。     

基于改进无证书公钥密码的轻量级DTLS协议设计

物联网在快速发展的同时,其数据交互容易遭受各种攻击.为了保证物联网传输层协议UDP传输数据的安全,在TLS协议架构基础上扩展形成了支持UDP数据报安全传输的DTLS（DatagramTLS）协议.现行的DTLS协议基于公钥证书密码体制,证书管理复杂、网络通信开销大,难以满足物联网等资源受限型网络的安全通信需求.本文提出一种基于离散对数的改进无证书公钥密码方案,设计了适应资源受限网络的轻量级DTLS协议,并基于嵌入式SSL库wolfSSL进行了协议实现.从通信开销和握手连接时间两方面,将本文提出的基于改进无证书公钥密码的DTLS协议分别与基于传统公钥证书的DTLS协议及基于身份标识的DTLS协议进行了对比实验.实验结果表明,在保证安全性的前提下,基于无证书的DTLS协议在通信开销和握手连接时间方面均优于基于公钥证书的DTLS协议和基于身份标识的DTLS协议.     

无线传感器网络中基于事件驱动的输出反馈控制

近10年,随着传感器、无线网络技术的发展,无线传感器网络促进了一系列新型网络化应用的诞生.然而在这一系列应用中,无线传感器网络耗能过多成为了制约其发展的瓶颈.在实际的应用中,传输所消耗的能量占电池总消耗能量的90%,因此研究节点数据传输节能问题有着巨大的实际意义.基于事件驱动的线性离散时不变系统的输出反馈控制算法,所提出的事件驱动传输策略能决定传感器何时发送数据.首先,通过一类近似二次值函数来推导出这种传输策略,基于此类传输机制,该系统可以很好地平衡执行器性能和无线传输速率.其次,利用所给出的传输策略设计了相应的输出反馈控制器.最后,通过数值仿真验证了理论结果的可行性和有效性.     

混凝土搅拌运输车减速器的优化设计

通过对混凝土搅拌运输车减速器设计参数的分析,发现传统的设计方案虽然满足设计要求,但往往不是最佳的.现以混凝土搅拌运输车减速器体积最小为目标函数,确定设计变量和约束条件,建立起减速器优化设计数学模型;运用MATLAB优化工具箱fmincon函数编制出目标M文件和约束M文件,运行程序求解出最优设计参数;通过计算实例可以验证,其优化结果与传统设计所得结果相比,具有明显的优化效果.     

网络丢包环境中基于新息驱动的远程状态估计传输策略设计

由于传感器节点本身携带的能量以及传输距离有限,导致其在无线传感网的应用受到了一定的限制.从降低传感器的电池功耗、延长传输距离这两点出发,针对远程状态观测设计了一种一类基于新息驱动的数据传输策略.利用增加中继节点的方法延长了数据传输的距离,并通过该传输策略控制各节点发送数据的时间,降低整个网络的平均能耗,延长数据传输的距离.此传输策略通过推导一类近似二次性能指标的上界求解以使远程估计精度和节点的电池能耗获得最优的平衡.此外,利用该传输策略能很好地解决无线网络中发生数据丢包、数据无法传输的情况.最后,通过观测一组锂电池放电过程的实验对所提出的策略进行验证,结果表明,该策略能够很好地平衡节点的电池能耗与远程估计的性能.