基于蓝牙和ZigBee技术的可穿戴网络设计Mainshaft

可穿戴网络是指基于短距离无线通信技术（蓝牙和ZigBec技术等）与可穿戴式计算机（wearcomp）技术穿戴在人体上、具有智能收集人体和周围环境信息的一种新型个域网（PAN）。可穿戴计算机可以为可穿戴网络提供核心计算技术。有Ad Hoe性能的蓝牙和ZigBee等短距离无线通信技术作为其底层传输手段，结合各自优势组建一个无线、高度灵活、自组织，甚至是隐蔽的微型PAN。可穿戴网络具有移动性、持续性和交互性等特点。     

动态可重构可穿戴计算机软件平台的设计与实现

随着科技的不断进步,集成电路技术也取得了飞速发展,人们对电子设备也有了越来越高的要求。要在保证电子设备良好性能的同时,还要逐步向小型化方向发展,只有这样才能满足人们对电子设备的便捷需求。以往可穿戴式计算机主要是以COTS为设计基础,但此种方式会在计算机功耗、成本等方面产生一定程度的浪费。基于这种情况,以动态可重构技术为设计基础的可穿戴式计算机应运而生。文中针对动态可重构技术对软件平台的设计与实现进行了分析,其目的在于提高可穿戴计算机的适应能力以及应用实效。     

可穿戴式无线网络技术研究及应用

本文从可穿戴式计算机的概念出发,提出了可穿戴式无线网络的概念。并运用IEEE802.15标准中的蓝牙和Zig鄄Bee技术构建了可穿戴式无线网络模型,阐明了它们的服务原理,分析了可穿戴式无线网络的核心技术。最后展望了可穿戴式无线网络在不同领域的应用。     

基于通信与感知覆盖的WSNs节点调度算法

在随机部署的无线传感器网络中通常包含覆盖与通信冗余节点,这些节点不仅会造成大量的能量浪费,同时影响网络的性能。因此,如何对网络中的覆盖与通信冗余节点进行有效的调度是无线传感器网络研究的一个重要课题。提出了一种基于蜂窝模型的分布式节点调度算法(RCSC)。在蜂窝结构的基础上,RCSC算法通过添加"桥梁节点"和填补"空洞"来进一步优化工作节点集,使得整个网络达到全"通信覆盖"和全"感知覆盖"。最后,RCSC算法结合LEACH协议,对网络中的节点进行动态调度。经试验仿真证明,由RCSC算法构建出的网络拓扑中的工作节点数少且稳定,从而减少了由于冗余数据通信导致的额外能量消耗,延长了网络生存时间。     

移动代理在可穿戴计算机数据处理中的应用

计算能力的便携化已成为微小型计算机的发展趋势之一,人们期望能够随时随地对主动和被动数据进行处理。可穿戴计算机为满足这种无处不在的计算提供了硬件可能,对其软件的研究主要分为无线网络包括单跳和多跳网络的底层通信机制和基于其上的计算模式如移动代理和远程过程求值等。文章介绍了移动计算和移动代理的关系及其实现方式,移动代理在可穿戴计算机数据处理中的应用及在这方面进行的工作。     

CAN网络层次化动态调度策略设计与实现

CAN总线是一种基于消息的事件触发通信服务,主要应用于汽车、机器人等实时通信系统.CAN总线上有多个节点互相独立工作,当多个节点访问总线时出现消息碰撞,由于CAN总线采用按位仲裁算法决定节点访问总线的优先级,导致低优先级节点访问失败,而高优先级节点继续传输消息,这种方式导致低优先级节点饥饿现象而丢失消息,因此CAN总线调度算法随之被提出.目前调度策略已从静态发展到动态,但是随着节点的增多,系统维护和调度难度增加,单条总线调度策略难以维持系统性能需要.因此本文考虑将系统中的节点挂载到多条CAN总线上构成CAN网络,针对CAN网络提出了一种层次化的动态调度算法,将节点优先级仲裁分为：单条总线本地优先级仲裁和系统全局优先级仲裁,确定系统优先级最高的节点,使其进行数据传输.利用MATLAB中的Stateflow工具,建立分层动态调度模型,依据CAN总线数据传输机制和仲裁机制,设计实现了节点模块、总线模块、函数模块等,在总线模块实现了两级调度.实验结果表明,本算法在增加了节点总数目的基础上,满足高优先级节点传输且避免了低优先级节点的饿死现象.     

基于SOPC的可穿戴计算机动态重构模块设计与实现

针对可穿戴计算机任务的多变性及多样性,研究通过动态重构技术和SOPC设计方法两者相结合来制造适合可穿戴计算机的动态重构方式,同时对基于SOPC的可穿戴计算机动态重构模块进行了设计与实现．．     

可穿戴计算机无线显示系统

分析了目前流行的基于网络的各种远程显示控制技术,总结其实现远程显示控制的方法以及提高带宽利用率的策略,并针对不同技术的特点进行了比较。提出一种适用于可穿戴计算机的无线显示设计方案,采用软硬件结合的方法解决穿戴式计算机无线显示问题,最后提出了需要进一步研究解决的问题。     

基于穿戴式心电信号监测系统设计

应对当前心电信号(ECG)监测系统的不足,设计了一种基于穿戴式心电信号监测系统,系统架构由AD8232生物芯片、超低功耗微控制器MSP430FR5738以及Micro-SD卡组成.详细介绍了系统软硬件的具体设计,并提出了一种动态双阈值的实时心率提取算法.通过对于本系统的功耗测试与实时心率算法的验证,得出本系统具备体积小、低功耗等穿戴式设备的优越性.     

可穿戴计算机军事应用研究

可穿戴计算机是一种新概念的个人移动计算机系统,是计算机元器件超微型化发展和网络技术进步的产物。其固有的微型、便携、多媒体、模块化特征,在军事领域有着广阔的应用前景。本文介绍了可穿戴计算机技术的基本概念、研究热点和关键技术,对其在军事领域的应用提出自己的看法。     

一种基于无线传感器网络的导游信息系统

在无线传感器网络体系结构基础上,以可穿戴计算机为移动节点并结合智能节点,提出了一种新型的导游信息系统。阐述了该信息系统的体系结构;设计并实现了符合系统需求的可穿戴计算机和智能节点;介绍了一种新型导游信息系统的软件架构,分析了其中的重要层次,并编写了相应的应用软件;设计并实现了一种校园旅游应用。     

SEWMS: An edge-based smart wearable maintenance system in communication network

The development of the Internet of Things (IoT) and wearable technology provides an opportunity for the development of maintenance of communication. The use of wearable technology and instant messaging technology of IoT can improve the support capabilities and data interaction ability of on-site maintenance of the communication network. Existing communication maintenance systems lack real-time operation and maintenance of data interaction. In the field operation decision-making and execution process, there are problems of lack of field links and inconvenient information interaction. On-site maintenance mainly relies on maintenance personnel to actively search for information, and the retrieval results are lacking of personalization, which makes it difficult to meet the needs of on-site maintenance of the communication network. Edge computing and information push technology can solve these problems to some extent. In this paper, we focus on the current low level in information, complicated scenes, and various information of on-site maintenance and propose a dynamic context-aware information push algorithm. The simulation results demonstrate that the algorithm delivers good performance in terms of precision, recall, and F1. Besides, we present a smart wearable maintenance system, an edge computing–assisted IoT platform for the real-time guidance of technical experts and systems for on-site maintenance personnel, aiming to improve the efficiency and quality of on-site maintenance.     

基于可穿戴计算平台的文境感知技术及其应用

可穿戴计算机是计算机行业的一个新兴领域,是一种典型的嵌入式系统。它具有很高的学术研究价值和巨大的市场应用前景。本文介绍了可穿戴计算机和可穿戴计算技术,重点分析了其中的文境感知技术,并举例讨论了文境感知技术的一种应用实现。     

TSCNN:面向可穿戴心电信号监测与分析的卷积神经网络

目的 可穿戴设备能够长时间实时监测人体心脏状况,其在心电信号监测领域应用广泛。但目前仍没有公开的来自可穿戴设备的心电数据集,大部分心电信号分析算法都是针对医院设备所采集的心电数据。因此,本文使用IREALCARE 2.0柔性远程心电贴作为心电信号监测和采集设备制作了可穿戴设备的心电数据集。针对可穿戴心电数据干扰多、数据量大等特点,本文提出了一种针对可穿戴设备获得的心电信号进行自动分类的深层卷积神经网络,称之为时空卷积神经网络（time-spatial convolutional neural networks,TSCNN）。方法 将原始的长时间心电信号分割为单个的心搏并与滤波后不同频段的心搏数据组合成十通道的数据输入到TSCNN中。TSCNN对每个心搏使用时间卷积和空间滤波来提取丰富的特征。采用小卷积核级联卷积的方式提高分类性能,并降低网络的参数量和计算量。结果 在本文制作的心电数据集上进行了测试,并与其他4种心电分类算法：CNN（convolutional neural networks）、RNN（recurrent neural networks）、1-DCNN（1-dimensional convolution neural networks）和DCN（dense convolutional networks）进行了比较。实验结果显示,本文方法的分类准确率达到91.16%,优于其他4种方法。结论 本文方法面向可穿戴心电数据,获得了较好的分类性能,可以有效监控穿戴者是否出现了心电异常情况。     

Storm下基于最佳并行度的贪心调度算法

开源分布式实时计算框架Storm在互联网、金融、电子商务等领域得到了广泛应用。Storm默认采用轮询的调度策略,且依赖用户对Topology任务的并行度配置,当配置不合理时依然会造成Topology处理时延增大、吞吐量降低等问题。针对该问题,提出了一种Storm下基于最佳并行度的贪心调度算法,调度时先求解Topology任务中各组件的最佳并行度,再采用贪心策略进行调度,以最小化节点间的网络通信开销。通过与默认调度算法、线上调度算法和热边调度算法进行实验比较,结果表明算法能够有效降低Storm处理时延,提高系统吞吐量和资源利用率。     

基于可穿戴计算的车间作业辅助应用研究

将可穿戴计算技术引入制造业设备维护应用领域,设计可穿戴作业辅助应用系统。首先结合无线传感、穿戴传感等构建车间模拟实验环境,设计可穿戴计算机系统原型;进而针对环境信息实体的上下文特征,结合领域知识本体、模糊决策树等方法,建立了一种新的上下文驱动的可穿戴作业辅助应用构建模式;最后给出了应用实例及分析。     

交通信号的实时公平调度及其仿真

交通信号的实时调度是改善交通拥堵的重要途径之一,其公平性研究同样至关重要。针对通信网络和交通网络的共同特点,借鉴其最大最小公平和比例公平的思想,分别提出最小最大公平、比例公平交通信号实时调度算法;并与优化队列长度的实时调度、固定周期调度算法进行仿真对比。实验结果表明,优化队列长度的实时调度和固定周期调度会使得部分车辆等待时间过长而表现出不公平;最小最大公平调度表现出最好的公平性,但在网络高密度下平均时延表现较差;比例公平调度则在各种交通密度下同时表现出较低的平均时延和较好的公平性。研究结果为实时交通信号的公平调度提供了解决方案,具有较好的应用价值。     

基于UWB/AOA/TDOA的WSN节点三维定位算法研究

为了将二维定位算法AOA和TDOA拓展成三维定位算法,文中提出了一种基于AOA/TDOA和UWB传输技术的WSN节点三维定位算法。该算法采用二维的AOA测角算法测量未知节点与信标节点之间的角度,采用TDOA算法测量未知节点与信标节点之间的距离,在测角、测距的过程中采用UWB通信技术来传输探测信号,使得探测信号具有较高的时间分辨率,从而提高测角、测距精度,最后基于文中提出的待测节点三维坐标计算方法求解出待测节点的三维坐标。为了验证算法的有效性,在Matlab软件中进行了仿真实验。结果表明：新算法定位精度相比于AOA算法、TDOA算法都有大幅度提高。理论和实践皆表明：新算法具有较高的定位精度,能够满足未知节点在三维空间中的定位需求。     

WSN中考虑节点磨损的分布式自稳定网络寿命优化算法

针对无法预估的节点故障影响无线传感器网络寿命的问题,本文提出了一种考虑节点磨损的分布式自稳定优化算法。首先,利用韦伯函数拟合网络生命周期的分布,定期唤醒睡眠节点进行故障检测;然后,采用分布式调度,无需知道传感节点的位置信息,使用多个节点同时工作,从而提高效率;最后,通过较低的网络通信代价,及时使用空闲节点替代故障节点,保持网络的连通性。理论分析和仿真实验验证了本文算法的有效性及可靠性,仿真结果表明,当传感器节点的可靠性随着使用时间与磨损下降时,本文算法可以更好地延长无线传感器网络寿命,相比分布式多目标概率覆盖协议,本文算法在寿命延长、覆盖率、节点唤醒次数等方面均取得更好的性能。     

Scheduling video streams in a large-scale video-on-demand server

This paper addresses the design problems concerning a large-scale, parallel video-on-demand server that consists of multiple clusters of nodes connected by a high performance interconnection network. In order to efficiently control the flow of video streams, we propose two scheduling algorithms for data retrieval and communication. First, we present a disk scheduling algorithm called round scheduling which fully utilizes disk bandwidth, minimizing the disk idle time while the server retrieves data blocks. Second, a communication scheduling algorithm is developed to guarantee conflict-free communication over the multistage interconnection network that is topologically equivalent to the Omega network. We also show some simulation results on the server configuration. Analysis of tradeoffs between the server utilization and the start-up latency helps to determine the proper number and size of server clusters for a set of given nodes.