一种基于管算存分离的内存数据库实现技术

在多核处理器、大内存、非易失内存等新硬件技术的支持下,异构存储与计算平台成为主流的高性能计算平台.传统的数据库引擎采用一体化设计,新兴数据库则采用存算分离和算子下推技术以更好适应新型分布式存储架构.提出了一种新颖的基于管算存分离方法的内存数据库实现技术,在存算分离技术的基础上进一步根据数据库模式、数据分布与负载计算特征将数据集划分为元数据集和数值集,将统一的查询引擎分解为元数据管理引擎、计算引擎和存储引擎,将包含语义信息的元数据管理抽象为独立的管理层,将无语义的数值存储和计算抽象为计算存储层,其中计算密集型负载定义为计算层,数据密集型负载设计为存储层,并根据硬件平台的不同分离或合并计算与存储层.内存数据库的实现技术分为几个层次:1)模式优化,实现数据库存储中“数(数值)”与“据(元数据)”的分离,根据数据的内在特性选择不同的存储与计算策略;2)模型优化,采用Fusion OLAP模型,实现在关系存储模型上的高性能多维计算;3)算法优化,通过代理键索引、向量索引支持优化的向量连接、向量聚集算法,提高OLAP性能;4)系统设计优化,通过数据库引擎分层技术实现管理与计算分离、存储与计算分离以...     

存算解耦合的粗粒度可重构阵列访存结构设计

粗粒度可重构阵列架构兼具灵活性和高效性,但高计算吞吐量的特性也会给访存带来压力.在片下动态存储器带宽相对固定的情况下,设计一种存算解耦合的访存结构.将控制逻辑集成在轻量级的存储空间中,通过可配置的存储空间隔离访存和计算的循环迭代,从而掩盖内存延时,同时利用该结构进行串联和对齐操作,以适配不同的计算访存频率比并优化间接访...     

基于NOR Flash的存算一体模拟乘加电路设计

提出一种基于NOR Flash的存算一体模拟乘加电路以及相应的偏置电路,运用NOR Flash工作于深线性区的I-V特性,实现模拟乘累加运算.通过将同一位线、不同字线的两个浮栅管上电流相减,实现其阈值电压差值与漏源电压的乘法运算.同时将同一字线、不同位线的浮栅管电流相加,实现乘法结果的加法运算.给出电路使NOR Fla...     

改进的传感器观测服务发布与匹配方法

当前SPS在面对大量SOS时,无法帮助用户快速有效地寻找到功能匹配的SOS。文中在SPS2.0标准的基础上对SOS的发布和匹配进行了改进。首先使用SAWSDL规范对SOS描述文档WSDL及用户提交的观测任务进行扩充和语义标注,增强了服务描述能力和发现效率;其次通过在服务匹配阶段加入服务行为约束兼容性检测,既减小了匹配资源耗费,又保证了匹配精度;最后根据SOS的特点及各属性的权重值进行逻辑匹配,来减小匹配复杂度。实验结果表明,该方法较传统的SPS在查全率和查准率方面有较为明显的提高。     

基于多传感器的智能车辆姿态解算方法

针对智能车辆主动环境感知的需求,提出了一种采用三轴加速度计、三轴磁强计和三轴陀螺仪组合进行车辆姿态解算的方法.首先以旋转矢量法为陀螺仪的车辆姿态解算方法,作为扩展卡尔曼滤波的状态方程,用于车辆姿态的预测;其次以高斯牛顿法为加速度计和磁强计的车辆姿态解算方法,作为扩展卡尔曼滤波的观测方程,用于车辆姿态校正;然后在此基础上构建扩展卡尔曼滤波传播方程,采用扩展卡尔曼滤波进行多传感器信息融合,得到车辆的姿态解算结果;最后通过构建实车测试环境对解算方法有效性进行验证.实验结果表明,通过基于多传感器的车辆姿态解算方法解算得到的车辆姿态角稳定、准确,能够满足智能车辆行为参数估计的实际需求.     

面向传感器集成应用的地学观测数据发布方法研究

随着传感器的应用深入,越来越多的传感器观测数据亟需实现发布共享。通过将 GPS 模块与温度传感器的集成应用,把获取的空间位置信息数据与温度信息按预定格式存储,模拟了地理传感器观测数据的方式。基于开放地理空间联盟的传感器观测服务标准,应用开源软件 Apache、编程语言 Perl 和 CGI 脚本等设计和部署了传感器观测数据实时共享服务器,实现了观测数据的实时共享发布。     

家庭网关传感器网络接入模块的研究与开发

在物联网架构下给出家庭网关传感器网络接入模块的需求分析,基于物联网家庭网关的软、硬件平台及传感器网络的软硬件平台,提出利用串口接入传感器网络汇聚节点快速实现家庭网关传感器网络接入模块的开发的方法,实现物联网架构中传感器网络的融合.     

无线传感器网络媒质接入控制协议的研究进展

媒质接入控制（Medium Access Control）是无线传感器网络设计的关键问题之一。由于无线通信模块是传感器节点能量消耗的主要来源,而媒质接入控制协议则直接控制着节点无线通信模块的活动,因此MAC协议节能效率的好坏将严重影响网络的性能。本文首先介绍了MAC层能量消耗的主要来源,阐述了无线传感器网络中MAC协议的研究内容和设计目标,并讨论了影响MAC协议性能的若干参数指标,随后介绍了几类典型的MAC协议,最后对MAC协议的发展方向进行了总结和展望。     

一种基于多传感器的噪声信号分离方法

分析了工业现场噪声分布情况和噪声的传输特性,提出了一种将多点多传感器测量所得噪声值,再通过相关性分析进行噪声分离的新方法.各个传感器的测量信号都是混叠噪声信号,它们的自相关函数的波形与信号本身的波形无关,仅与信号所包含的频率成分亦即振幅谱有关,且互相关函数rxy(n)也只包含信号Xn和Yn所共有的频率成分.理论分析和计算机仿真证明可以有效的分离强干扰噪声,为噪声故障诊断提供可靠的真实数据.     

基于磁传感器组合的运动物体姿态解算

姿态参数的测试是运动物体测试过程中的重要指标。针对角速度陀螺仪在高速运动中姿态角的测量误差较大,提出了基于加速度和线圈式磁传感器的姿态测量组合。线圈式磁传感器的输出值包含了载体的转速和角速度信息的综合,求出载体的角速度信息,通过扩展的全姿态四元数算法进行数据融合和姿态解算。在三轴转台上进行半实物的仿真实验,验证算法的正确性,在解算过程中无须知道当地磁场大小,方法简单易行。     

无线传感器网络Agent 数据分流策略

移动Agent(mobile agents,简称MA)技术在无线传感器网络的异常事件监测中广泛应用.基于异常事件的性质,数据中心(即sink点)派出实现特定功能的MA到异常目标位置附近收集传感器节点(数据源节点)的感应监测数据.与传统的客户端-服务器传输模型不同,MA技术往往能够对收集到的感应数据进行压缩和融合,从而大大减少了在网络中传播的数据流量,降低了数据传输的能量消耗.通常情况下,MA经过的源节点越多,其收集的数据量越大.通过对目前已有的MA行程规划算法进行研究,提出了实现Agent数据分流的传输技术.该技术基于分流规则,决定是否提前把MA已收集到的数据传回sink,而不携带数据的MA继续访问余下的传感器节点.该Agent数据分流技术解决了由于MA携带大量数据访问源节点而造成的源节点能量消耗过快的问题,适用性强.大多数目前常用的MA行程规划算法都可以采用该技术来提高性能.Agent数据分流的最终目标是减少源节点传输的数据量,尽可能地延长源节点的工作寿命,从而更长时间地实现对异常目标的监控.     

DSMAC:一种适于无线多媒体传感器网络的信道接入协议

多媒体传感器网络作为一种多媒体信息获取和处理方式,已在军事、民用及商业领域中显示出广阔的应用前景.信道接入协议能否高效地使用无线信道是保证无线多媒体传感器网络通信的最关键的因素之一.分析支持多媒体业务传输的无线传感器网络信道接入协议的要求,提出适于多媒体传感器网络提供区分服务的信道接入协议--DSMAC(different service medium access control),对实时业务与非实时业务实现了区分服务,在信道接入帧内的随机竞争期实现突发业务及时接入,支持突发多媒体业务实时传输,并提出了多信道簇间传输方式,避免了隐终端冲突.最后,对协议的服务区分、实时性、吞吐量以及能量有效性等性能进行了仿真实验,验证了其优良性能.     

时栅位移传感器的误差分离与补偿方法研究

为进一步提高时栅角位移测量系统的测量精度,降低生产成本和生产时间,根据时栅传感器的误差组成和误差特性,提出了一种新的误差补偿方法;同时建立了基于傅里叶函数的误差分离模型。该补偿方法将沿空间正弦分布的非线性误差转化成线性误差,并运用最小二乘法理论对系统的误差进行补偿。通过试验与测试证明,采用该方法进行误差补偿可以大幅度提高时栅角位移测量系统的测量精度。     

传感器网络中的分布式粒子滤波被动跟踪算法比较研究

为提高无线传感器网络(WSN)中的被动跟踪性能,并减少通信量,提出了两种分布式粒子滤波方法.在使用动态分簇结构的基础上,采用信息粒子滤波器(IPF)技术,以簇头作为簇的处理中心,接收来自子节点的观测量,形成本地估计,再将并行粒子滤波器(PPF)将粒子集被分成多个小的子集,分配到簇中的各子节点,完成并行进行粒子滤波过程.在通过计算机仿真的基础上,进行了跟踪和能耗的对比分析研究,结果表明IPF和PPF不仅提高了跟踪精度,而且减少了WSN中的通信能量开销.     

基于角色的访问控制中职责分离的设计与实现

职责分离是基于角色的访问控制技术中保障实现最小特权原理的关键因素。基于实际项目开发经验,详细阐述了基于角色的访问控制技术中职责分离实现的目的、原理、实现逻辑以及具体的实现方法。     

传感器性能实时评估方法

为了实时监视传感器的工作状态,基于传感器的性能指标,确定了以传感器输出数据有效度作为评估基准的评估方法。该方法采用小波实时滤波技术对传感器的输出时间序列进行滤波处理,运用人工神经网络预测传感器输出值,并与实测值进行比较求出残差,由此来确定传感器的有效度指数。实验结果表明,本文提出评估传感器性能的方法是实时有效的,并能够在线检测过程参数的突变情况。     

红外气体传感器的数据处理

为了提高智能型红外气体传感器的性能，通过采集数据分析了数据特点。在仪器的研制中采用数字滤波和神经网络的数据处理方法以克服干扰、提高稳定性和准确性。证明数字滤波方法适用于减小红外气体传感器数据的随机误差，神经网络方法可以拟合出平滑的浓度-比值曲线；应用这些数据处理方法可以充分发挥智能型红外气体传感器的优异性能。     

数据融合方法在单传感器系统中的应用

为了提高数据处理的精度,提出了一种适用于单传感器系统的数据融合方法。该方法先将来自单传感器的n个样本观测值细分成k组,并把各细分组所对应的样本均值假想为来自k个不同传感器的样本观测值,借助于极大似然函数估计法导出数据融合公式。基于该融合公式,证明了在单传感器系统中,当样本观测值一定时,分组数据融合的估计效果优于单组算术平均的估计效果;若再细分原有的分组,则细分后的融合估计效果优于细分前的融合估计效果。实例的数据分析验证了结论的正确性。     

基于角色的访问控制中职责分离的设计与实现

职责分离是基于角色的访问控制技术中保障实现最小特权原理的关键因素。基于实际项目开发经验,详细阐述了基于角色的访问控制技术中职责分离实现的目的、原理、实现逻辑以及具体的实现方法。     

基于安全域隔离的嵌入式系统的访问控制机制研究

针对嵌入式领域安全关键系统的信息安全问题,提出了基于安全域隔离的访问控制模型,采用分区间信息流隔离控制机制,结合分区间消息路由和消息权限鉴别机制,实现了分区操作系统中安全关键类应用任务的多级安全访问控制,并依据该模型设计了多级安全操作系统的访问控制机制。通过安全性分析证明,该机制使基于微内核的嵌入式操作系统能够防止非法的资源访问、身份伪装、信息泄露和隐秘通道等安全威胁;经过系统的性能测试表明,安全访问控制机制的引入使嵌入式操作系统的综合性能消耗约为10%左右。