Smart Mina: LoRaWAN Technology for Smart Fire Detection Application for Hajj Pilgrimage

The Long-Range Wide Area Network (LoRaWAN) is one of the used communication systems that serve and enables the deployment of the Internet of Things (IoT), which occasionally transmit small size data. As part of the Low Power Wide Area Network (LPWAN), LoRaWAN is characterized by its ability for low power consumption. In addition, it is built to provide more extended coverage and higher capacity with minimum cost. In this paper, we investigate the feasibility and scalability of LoRaWAN for the Mina area using a realistic network model. Mina, known as the world’s largest tent city, is a valley located in the east of Makkah city and surrounded by mountains. It accommodates up to 3 million pilgrims annually and contains more than 100000 tents. The performance was evaluated based on a fire detection-like application. Extensive simulations were conducted using the OMNeT++ simulator and Flora model to determine the delivery ratio, collision, and SF distribution for the simulated scenario with a network consisting of up to ten thousand end devices. The conducted simulations show a promising result for LoRaWAN technology for Mina city. It showed a consistent performance for LoRaWAN in most simulated scenarios when a high success ratio was achieved.     

链路预测模型下的无人机网关选择算法

针对无人机自组网和地面控制站通信时网关节点持续时间短并由此带来的数据传输时延过大和成功率不高等问题,提出了一种基于无人机-地面控制站链路状态预测的网关选择算法.该算法通过建立基于无人机活动模型的预测和基于无人机运动趋势的预测,从而选择与地面控制站连接时间较长的节点作为网关候选节点.此外,通过使用函数计时机制选择网关选择参数最大的节点作为网关节点,有效避免分布式网关选择算法中随机延迟机制导致的不必要的网关切换.仿真结果表明,与现有的无人机分布式网关选择算法和移动自组网分簇算法相比,该算法有效延长了网关节点持续工作时间,并使无人机网络与地面控制站通信时的数据传输时延、数据传输成功率等性能得到提升.     

稠密自组网的网关选举策略

自组网是没有固定设施的临时无线系统．已经有多种路由算法被提出．因为自组网的网络拓扑动态改变且带宽有限,路由应当是可扩展且高效的．基于簇的算法是最有效和可以扩展的,然而,它不能有效地处理高密度网络环境．为了减少冗余广播以缓解该问题,该文给出了在高密度节点的网络环境下,存在隐藏网关的可能性定理,提出网关选举算法并证明了其正确性．仿真结果表明,在保证广播成功率的情况下,该方法可以有效地节省重播包比率和广播等待时间。     

基于802．11s的多网关WMN中的网关选择

在多网关的无线Mesh网络（WMN）ee,网关选择影响了WMN的性能。从网关负载的角度进行考虑,提出负载均衡的网关选择策略。通过在Mesh管理帧中增加网关负载信息位,将网关的负载信息传递给需要做网关选择的节点。在网关选择时综合考虑网关Metrics和负载信息,并做出合适的选择。将该方法在NS2仿真软件中进行了仿真实验,并对结果进行分析。     

TD-CDMA中一种下行TFCS选择算法的设计

TD-CDMA中系统层3通过选择不同的TFCS控制用户的传输速度来达到不同的服务质量。提出一种下行TFCS选择算法，该算法能够根据用户所处的无线环境及传输过程中实时BLER的变化来选择合适的TFCS，从而达到控制用户传输速率的目的，测试结果表明该算法是可行和有效的。     

车车通信中通信模式选择与资源分配算法

在城市轨道交通列车控制系统中,车车（train-to-train,T2T）通信是利用列车之间直接通信来保障列车安全、高效运行的一种通信模式。与传统的车地（train-to-ground,T2G）通信模式相比,基于T2T通信的系统可以简化系统结构,降低系统成本,提高列车运营效率。为保证通信链路信噪比的同时最大程度地提高整个系统的信道容量,研究了T2G通信模式与T2T通信模式共存情况下的联合通信模式选择和资源分配问题。提出了一种通信模式选择算法,其目的是使列车能够自适应地选择具有更好通信质量的通信模式。在通信模式选择的基础上,提出了一种基于拉格朗日对偶函数法的资源分配算法,该算法可获得列车在不同通信模式下的最佳传输功率。仿真结果表明,相比于其他资源分配算法,所提算法能明显提升系统的信道容量。     

自组网的网关选举算法的分布式实现

在MANET网络中,由于主机的移动,广播是一种非常重要的操作。在一个地理区域内,无线信号可能相互重叠,通过直接的广播(洪泛)操作常常花费很高的代价并将产生广播风暴问题。为了减少冗余广播以缓解该问题,该文提出并实现了基于最小id的分布网关选举方法。每两个相邻的簇之间仅仅需要一个网关。仿真结果表明,该方法可以有效地减少包转发数量,有助于减少维持拓扑信息的复杂度。通过将簇首和网关作为重播节点的机制,取得了比广播更好的可扩展性。     

一种无线传感网与现场总线通信网关的设计与实现

设计了一种无线传感网与CAN总线、Modbus总线的通信网关。该装置以嵌入式微处理器STM32F207ZG为核心,采用无线通信模块CC2530作为无线传感网汇聚节点。在RS485通信的基础上实现了Modbus协议。STM32F207ZG内部CAN总线控制器配合CAN总线收发模块使网关可以接入CAN总线。试验表明:该网关分别接入Modbus总线、CAN总线均可实现总线监控网络与无线传感网的数据传输,且可以作为新型无线传感网监控系统扩充现场总线数据采集设备的接入点。     

无线Mesh网络中基于最小权有限支配集的网关部署算法研究

无线Mesh网络中网关是网络性能的瓶颈,网关部署至关重要。本文对无线Mesh网络中网关QoS性能进行分析,提出基于最小权有限支配集,以部署费用为贪心策略的贪婪算法(Greedy_LDSC),该算法用贪心法提高了网关的性价比。同时,提出了基于最小权有限支配集改进的贪婪算法(Greedy_LDSI),以降低网关的部署费用。仿真实验表明,从网关性价比方面来看,Greedy_LDSC算法的网关性价比之和比基于最小权有限支配集的网关部署算法(GREEDY_LDS)要高;从网关部署费用方面来看,Greedy_LDSI算法的网关部署费用比GREEDY_LDS算法会低。     

短消息网关通信模块的设计与实现

本文介绍了手机短信新网关，对其系统及模块进行了研究，并分析了其性能和特点。在阐述短消息网关结构的基础上，提出了短消息网关通信模块的设计思想，并给出了该通信模块的具体实现。     

Energy Efficient Cluster Head Selection for Internet of Things

Recently, Internet of Things (IoT) devices are highly utilized in diverse fields such as environmental monitoring, industries, and smart home, among others. Under such instances, a cluster head is selected among the diverse IoT devices of wireless sensor network (WSN) based IoT network to maintain a reliable network with efficient data transmission. This article proposed a novel method with the combination of Gravitational Search Algorithm (GSA) and Artificial Bee Colony (ABC) algorithm to accomplish the efficient cluster head selection. This method considers the distance, energy, delay, load, and temperature of the IoT devices during the operation of the cluster head selection process. Furthermore, the performance of the proposed method is analyzed by comparing with conventional methods such as Artificial Bee Colony (ABC), Genetic Algorithm (GA), Particle Swarm Optimization (PSO), and GSO algorithms. The analysis related to the existence of the number of alive nodes, convergence estimation, and performance in terms of normalized energy, load, and temperature of the IoT devices are determined. Thus the analysis of our implementation reveals the superior performance of the proposed method.     

分类问题的一种可伸缩特征选择算法

特征选择是数据挖掘分类中的一个重要问题．该文推导出一种新的衡量特征与类别相关度的测度SCD即描述特征取值序列类分布的CV系数,利用该测度给出一种线性的可伸缩特征选择算法StaFSOS,并证明了在类别数为2时,SCD测度满足分支界限法的单调性;给出了StaFSOS的一个完备形式——BBStaFS．在12个标准数据集中,StaFSOS算法得出的结果和目标集几乎一致,而StaFSOS的效率高于其它算法;而在另1个中,BBStaFS算法得出了准确结果．在用1000个样本20个特征的真实数据进行的测试中,StaFSOS运行时间是目前较快的GRSR的1／2,得出的特征集准确有效．     

一种工业智能网关技术解决方案

智能制造的基础是工业信息的互联互通,工业智能网关在工业互联中占有重要的地位。给出一种工业智能网关的技术解决方案:以TI公司工业级Sitara处理器以及嵌入式Linux操作系统为核心,通过Sitara芯片上面的协处理器,完成各种工业协议解析;采用OPC UA统一架构,作为OT和IT之间的信息交互统一接口;通过裁剪修改MySQL源代码,使用MySQL作为智能网关的边缘嵌入式存储数据库;通过精简编译PHP源代码及运行环境,在嵌入式环境中开发基于PHP的Web管理软件。工程实践证明,该解决方案简单易行,具有广阔的应用前景。     

一种新颖的LEACH簇头选举算法

针对低能耗是无线传感器网络协议设计实现的关键问题.对簇头选举算法的随机选举机制进行增加一定确定性因子,使得网络能耗降低.仿真结果表明,改进方案第一节点死亡时间延长了21.9%,最后节点死亡时间延长了40.35%     

QoS保障的LTE-A飞蜂窝资源块分配与MCS选择研究

针对LTE-A飞蜂窝网络下行链路的资源块(Resource Block,RB)分配与调制编码策略(Modulation-and-Co-ding Scheme,MCS)选择问题,构建了整数线性规划模型,以在保障每个飞蜂窝用户最小吞吐量的需求下,最大化飞蜂窝系统吞吐量。其中,吞吐量是衡量网络性能最重要的服务质量(Quality of Service,QoS)指标之一。鉴于此问题是一个NP难问题,提出了一种ACOGA智能优化算法。该算法结合遗传算法(Genetic Algorithm,GA)与蚁群优化(Ant Colony Optimization,ACO)算法,可实现RB的动态分配与MCS的动态选择,并收敛到一种近优的分配策略。其中,GA算法动态地优化ACO算法中的参数配置,ACO算法利用优化后的参数配置执行RB分配与MCS选择。仿真表明,与采用静态参数配置的ACO算法相比较,ACOGA算法可使飞蜂窝系统的吞吐量提高12%以上,并显著提高了收敛速率。     

无线网状网中面向负载均衡的网关部署算法

综合考虑网关数量和网关负载均衡两方面因素,提出一种基于力的贪婪启发式分簇算法,在此基础上对杂交粒子群优化进行改进,给出一种适用于无线网状网的网关部署算法。仿真实验结果表明,该算法能以较少的网关数量实现网络负载均衡,从而提高吞吐量,改善网络性能。     

一个混合特征属性选择算法

1.引言特征属性选择(feature attribute selection,FAS)是机器学习和模式识别中比较困难而又非常有意义的一个问题。FAS问题是从一个大的侯选属性集合中选择一个较好的、有代表性的属性子集。由于在实际应用中,过多的属性会严重影响归纳学习的质量,一些不必要的属性会加大训练数据量,影响学习速度,损害所生成规则的精度,因此FAS是一个有实际意义的问题。     

动态抢占阈值调度中的快速任务选择算法

基于动态抢占阈值的实时调度算法集非抢占调度和纯抢占调度的特点,既减少了由于过多的随意抢占造成的CPU资源浪费,又保证了较高的CPU资源利用率。然而,现有的任务选择算法运行时的额外代价严重影响了系统的整体性能。针对这个问题,本文提出一种使用“选择树”作为任务队列结构的、时间复杂度为O（｜log2n｜）的快速任务选择算法。本文从理论上证明该算法正确性的同时,在使用ARM9芯片的Nokia智能手机上验证了该算法在嵌入式实时系统中的有效性。实验表明,该算法在充分利用处理器的同时能够有效降低动态阈值调度算法的额外代价。     

物化视图选择的一种两阶段优化算法

物化视图是数据仓库中提高查询效率的有效方法,物化视图选择问题是数据仓库设计时期最重要的决定之一。通过研究和实验,提出了一种结合迭代改进算法和模拟退火算法的两阶段优化算法,用于解决物化视图的选择。理论分析和实验结果表明,该算法有效地解决了传统模拟退火算法收敛过慢的缺点,并且其解的质量逼近经典贪婪算法。     

隐式路由协议的一种转发节点快速选择算法

针对已有隐式路由协议转发节点选择算法效率不高的缺点，提出了一种基于IEEE 802.11 DCF机制的转发节点快速选择算法（FFS）．该算法让候选转发节点根据自己的转发优先级退避相应的时隙后发送CTS帧，并在多个候选节点发生冲突时随机选择退避时隙值，从而快速高效地唯一确定转发节点．仿真结果表明，FFS算法在能效、时延、分组到达率等网络性能指标上优于已有算法．