基于特征信息定位的P2P网络模型:Barnet

提出了Barnet,一个基于特征信息定位的Peer-to-Peer网络模型.该模型的目标是为广域网络构建一个高性能、高可用、协同、负载均衡的海量信息资源服务平台.分别描述了Barnet原型系统的构建目标、系统结构、信息资源的组织及信息资源的定位策略.描述了Barnet中所采用的一个基于Peer-to-Peer的分布式命名、定位、查找算法NetShot,讨论了NetShot中节点的命名、节点加入离开、节点间邻接关系和节点间消息传递方式等基本问题.提出了基于特征信息定位技术的概念,并讨论了在Barnet中使用基于特征信息定位技术对具体信息资源进行查找、定位的具体策略.     

一种中间件数据库集群的负载均衡算法

为满足用户对数据库集群系统高输入高输出应用的需求,设计一种采用中间件技术的数据库集群系统,并针对该系统提出一种基于Markov模型的数据库集群负载均衡算法。该算法在执行节点负载信息采样周期内,利用Markov模型预测集群系统各执行节点的负载信息状态,根据预测的执行节点负载信息对集群系统进行负载均衡。实验结果表明,该算法能够有效提高数据库集群的性能。     

并行DSP系统消息传递路由算法

为了提高DSP系统软件的移植性,设计消息传递路由算法。采用邻接表存储并行系统硬件拓扑结构,增加节点数据流信息为算法搜索的限制条件以提高算法效率。以ADSPTS101并行系统为例,使用VisualDSP＋＋平台实现并验证该算法。结果表明,该算法有效解决并行DSP系统的消息传递问题,提高系统性能,在并行DSP系统中有较强通用性。     

一种自组织资源发现模型和算法

针对具有动态性和不稳定性资源的网格计算环境的资源发现问题,提出一种基于资源索引节点的自组织资源发现模型,该模型采用了基于组的分层资源组织方式,通过信息节点管理组内资源信息,所有信息节点形成树型覆盖网络,可以在信息节点树型覆盖网络实现分布式资源定位.并提出以资源索引节点索引所有信息节点中资源的关键属性,设计了基于资源索引节点的智能资源发现算法,实验结果表明,该算法在系统负栽变化情况下,能保持稳定的性能,相比集中式资源发现算法、结构化P2P资源发现算法和分布式资源算法性能更优.     

基于MPI的集群监控系统

为了有效地监控集群系统,基于消息传递接口（Message Passing Interface,MPI）并行库构建一个简单易行的并行任务模型．详细介绍该任务模型中的集群监控、节点负载均衡评估模型结构以及Linux集群数据采集．实验表明该模型配置简单、资源开销低,且对集群系统的干扰小．     

基于异构Flink集群的节点优先级调度策略

Flink流处理系统默认的任务调度策略在一定程度上忽略了集群异构和节点可用资源,导致集群整体负载不均衡。研究分布式节点的实时性能和集群作业环境,根据实际作业环境的异构分布情况,设计结合异构Flink集群的节点优先级调整方法,以基于Ganglia可扩展分布式集群资源监控系统的集群信息为依据,动态调整适应当前作业环境的节点优先级指数。基于此提出Flink节点动态自适应调度策略,通过实时监测节点的异构状况,并在任务执行过程中根据实时作业环境更新节点优先级指数,为系统任务找到最佳的执行节点完成任务分配。实验结果表明,相比于Flink默认的任务调度策略,基于节点优先级调整方法的自适应调度策略在WorldCount基准测试中的运行时间约平均减少6%,可使异构Flink集群在保持集群低延迟的同时,节点资源利用率和任务执行效率更高。     

一种主动网络通信平台的设计与开发

当具有可编程特点的主动网络技术应用到网络管理系统中时,网管终端与主动节点之间以及主动节点与主动节点之间的交互,主动代码的加载等需要得到基础通信服务的支撑.本文主要针对我们提出的基于主动网络的面向业务的网管系统的具体通信需要,分析了应该具备的通信功能,设计了执行环境和主动信包封装格式,基于分布式的主动代码存储机制实现了主动代码的动态加载,从而设计和并发了一种主动网络通信平台.该平台在网管原型系统得到了运用,从运用结果看它能够较好的进行主动代码的动态加载,能够提供基础的通信服务.     

并行k均值聚类算法的完备性证明与实现

对经典k均值算法进行分析,证明如何在减少节点间通信代价的情况下,从局部聚类信息生成完备的全局聚类信息,使聚类质量等价于相应串行算法,并具有较高的执行效率,在此基础上给出可信的基于消息传递接口的并行k均值算法。实验结果表明,该算法是高效的和可行的。     

异构Hadoop集群下的负载自适应反馈调度策略

随着基于Hadoop平台的大数据技术的不断发展和实践的深入,Hadoop YARN资源调度策略在异构集群中的不适用性越发明显。一方面,节点资源无法动态分配,导致优势节点的计算资源浪费、系统性能没有充分发挥;另一方面,现有的静态资源分配策略未考虑作业在不同执行阶段的差异,易产生大量资源碎片。基于以上问题,提出了一种负载自适应调度策略。监控集群执行节点和提交作业的性能信息,利用实时监控数据建模、量化节点的综合计算能力,结合节点和作业的性能信息在调度器上启动基于相似度评估的动态资源调度方案。优化后的系统能够有效识别集群节点的执行能力差异,并根据作业任务的实时需求进行细粒度的动态资源调度,在完善YARN现有调度语义的同时,可作为子级资源调度方案架构在上层调度器下。在Hadoop 2.0上实现并测试该策略,实验结果表明,作业的自适应资源调度策略显著提高了资源利用率,集群并发度提高了2到3倍,时间性能提升了近10%。     

基于RDF4S的一种轻量语义Web服务组合

首先简要介绍语义Web服务资源描述框架(RDF4S),在此基础上提出语义Web服务包装机制,语义Web服务经包装后,分别通过组合接口和调用接口为组合语义Web服务的设计与调用提供支持.然后分别详细介绍组合语义Web服务的设计存储和调用执行:通过图形化的设计工具按照语义Web服务的3种基本逻辑关系设计组合结构图,然后将该图映射到组合结构信息表存储,组合语义Web服务执行时根据结构信息表生成语义Web服务代理对象和相应的语义消息,再根据语义消息传递机制调用Web服务实体.最后用一个实例展示组合语义Web服务执行时的消息传递,试验表明该方法有效.     

基于CAN总线的楼宇自动化照明网络设计

为了实现楼宇自动化中的灯光照明系统的网络设计,采用CAN总线协议实现各灯光节点的通信。硬件设计中,上位机节点使用PCI-CAN接口卡,各灯光节点主控制芯片使用PICl8F258,CAN收发器使用PCA82C250,并加入光耦隔离电路。同时对上位机节点及灯光节点进行软硬件设计,使各灯光节点能够实现相互之间的灵活通信,同时可实现调光、降低能耗等功能。经试验,该系统通信稳定,满足了基本的设计要求。     

An open platform for developing multiprocessor SoCs

Nanometer technologies integrate hundreds of millions of transistors in a single chip. Opportunities provided by these technologies, combined with the consolidation of platform-based design approaches, the evolution toward multiprocessor architectures, and consideration of the network-on-chip (NoC) paradigm suggest new methods for designing and verifying embedded systems. Clearly, a pure software simulation platform can't provide the performance required for developing multiprocessor system-on-chip (MPSoC) designs. One of the main design risks for today's systems is the architecture, which developers must validate as early as possible in the overall system design cycle because it has the biggest impact on system dimensioning and performance. To solve these problems, we've studied a reconfigurable MPSoC emulation platform and developed the main emulation subsystem and board. A low-cost modular approach that uses emulation offers an alternative to software simulation for the design and verification of complex multiprocessor system-on-chip (MPSoC) designs.     

基于本地信任系统的可靠动态源路由协议

移动Ad hoc 网自组织、移动性等特性为组网带来便利的同时也增加了路由管理的难度.针对现有可靠路由算法解决问题具有局限性以及获取链路评价信息低效等问题,在DSR(dynamic source routing)协议基础上提出了基于本地信任系统的可靠路由协议(reliable routing protocol based on local trust system,简称TR-DSR).TR-DSR 协议选择路由时,综合考虑路由上各节点和各链路的可靠信任度,并在路由建立过程中利用这些信息,在确保找到可靠路由的基础上降低寻路开销.同时,为了防止自私节点对信任系统评价正确性的影响,提出了基于GTFT(generous tit fortat)策略的激励节点推荐响应行为的DFR(decide forwarding recommendation)算法.仿真实验结果表明,在节点频繁移动和存在大量自私节点的网络中,该协议的性能优势明显,验证了TR-DSR 协议的可靠性.     

高压设备无线温度监控系统的设计

针对高压电力设备周围强电磁场的工作环境,设计一套温度监控系统。系统采用ZigBee无线通信技术,实现了高压隔离。系统中测温节点采用电池供电,为保证高压设备连续运行,测温节点采用低功耗设计,使得2节电池续航时间达到2年以上。测温节点获取的数据通过路由节点最终汇集到一个协调器节点,再通过RS-485总线发送给监控中心,监控端计算机对数据存储并进行梯度计算等处理分析,从而实现监控和预警等功能。该系统也可辅助智能电网对设备进行监控,保障电网的安全运行。     

车载CAN网络中直接NM逻辑环的实现

为实时监控车载网络中的节点,在使用控制器区域网络(CAN)总线的车载网络中,设计并实现一种基于OSEK/VDX规范直接网络管理(NM)的车载NM系统。由车载网关通过CAN总线收集各网络节点的故障信息,通过IPv6无线网络上传至远程故障诊断服务器,并将得到的故障处理信息下发至有关节点,实现车载CAN网络与远程故障诊断服务器的信息交互。测试结果表明,各网络节点上线后能快速建立稳定的逻辑环通信,并为远程故障诊断提供操作平台。     

基于ROS与Contiki的物联网环境下数据采集机器人设计

提出了一种基于ROS与OpenWrt、Contiki的新型物联网系统方案ROS-IOT.分为两个部分：物联网系统的搭建与此系统下数据采集机器人的设计.感知层传感节点采用Contiki协议栈实现传感节点的组网与数据传递;接入网关采用运行Openwrt操作系统的无线路由器,网关接入模块实现协议动态转换,设置转换地址池、数据汇聚、处理,并基于rosserial_embeddedLinux上递至ROS网络等功能,实现各层数据流通;应用层基于websocket技术设计了与ROS网络数据交互的web服务,可实现与感知层、机器人的双向交互.机器人采用运行ROS环境的树莓派作为主控设备,电机驱动板采用stm32单片机.机器人的软件设计采用基于ROS Topic与ROS_bridge的通讯机制,使得机器人更加容易地融入物联网系统,并且在此基础上拓展更多服务.     

An anti-collision algorithm for localization of multiple chirp-spread-spectrum nodes

This paper develops an anti-collision algorithm for localization of multiple chirp-spread-spectrum (CSS) tag nodes. The CSS is a physical layer defined in IEEE 802.15.4a, and can be used for ranging between two CSS nodes. This ranging operation involves measuring the time-of-flight of the chirp-modulated signal. If anchor CSS nodes are installed at the known positions, a tag CSS node can calculate its coordinate based on the distances between these nodes. When there are multiple tag nodes, however, the tag nodes can fail to calculate their locations because their ranging signals collide with each other. Although the CSMA/CA is adopted for the medium access control protocol of IEEE 802.15.4a, it is not suitable for localization because a tag node must measure at least three successive distances for two-dimensional localization. The proposed algorithm uses a back-off time to prevent collisions, and all tag nodes compete to acquire the authority to use a channel. The proposed algorithm uses two special packets to synchronize the tag nodes for localization. For a theoretical evaluation of the proposed algorithm, the probability of the channel occupation of each tag node is analyzed. Through experiments, the performance of the anti-collision algorithm is verified.     

一种新的三维无线传感器网络节点定位算法

在测距的基础上,提出一种基于三角几何运算的无线传感器网络节点定位算法。该算法利用与未知节点相关的一边两角,通过空间三角几何运算,实现对未知节点的定位。对该算法的性能进行分析,并在此基础上提出一些改进的措施。仿真结果表明:该算法可以达到较高的定位精度,能够满足三维空间中对未知节点的定位需求。     

基于实用拜占庭容错的物联网入侵检测方法

物联网入侵的检测率虽高，但面临节点能力消耗过大的问题，为此提出一种基于共识的实用拜占庭容错（PBFT）算法的入侵检测方法。首先，使用支持向量机（SVM）进行预训练得到入侵检测判定规则，并将训练规则应用于物联网中的每个节点；然后，选举出部分节点对网络中其他节点进行主动入侵检测，同时将自身的检测结果向其他节点公布；最后，每个节点依据PBFT算法判断其他节点的状态，使检测结果在系统内达到一致性。在NSL-KDD数据集上使用TinyOS进行仿真的实验结果表明，所提方法与集成入侵检测系统（ⅡDS）和双重降维双重检测（TDTC）方法相比，能量消耗平均降低12.2%和7.6%，能够有效地降低物联网的能量消耗。     

开放式环境下一种基于信任度的RBAC模型

在开放式环境中,用户和资源的高流动性会导致基于角色的访问控制(RBAC)模型在角色指派和权限控制方面异常复杂。为此,提出一种基于信任度的弹性RBAC模型。利用评价机制确定用户与资源间的直接信任度及资源之间的推荐信任度,综合2种信任度计算用户的信任度和资源的权威度,结合用户的访问记录,为用户分配合理的角色和权限,并采用加性增、乘性减算法动态调整实体的信任度,从而防止恶意行为。基于Query Cycle Simulator的实验结果证明,该模型可以保证评价的合理性和准确性。