基于扩展力学模型的网络拓扑图布局算法*

针对现有网络拓扑图布局算法多以节点分布均匀为目标,没有考虑边的布局,可能会导致生成的拓扑图中边布局不清晰,提出一种基于扩展力学模型的网络拓扑图布局算法。该算法通过引入点边斥力保证边布局清晰,通过节点坐标的分层分配可以方便地满足某些网络的拓扑图层次布局需求。仿真结果表明,扩展力学模型生成的拓扑图节点分布均匀,节点和边之间距离合理,布局效果得到提高。     

基于节点属性的启发式网络拓扑图布局算法

工业监控网络拓扑可视化作为网络拓扑可视化的一个分支,要求布图结构直观而且实时性强。然而,以往的拓扑布局算法并不能满足这一要求。针对这一问题,面向一层或二层星型、一层mesh型和mesh型与星型两层混合的工业监控网络结构,根据网络结构特点和节点关系属性改进斥力张力模型,提出一种基于节点属性的启发式网络拓扑布局算法。实验结果证明该算法时间复杂度较低,而且布图直观性良好。     

复杂网络拓扑可视化方案设计与实现

针对复杂网络拓扑采用传统网络拓扑可视化方式呈现会导致网络结构信息难以观察的问题,文中在提出一种基于节点和边关键性的网络拓扑压缩算法—NECB算法以及改进的FDA算法—FR算法的基础上,利用复杂网络拓扑可视化软件NetworkX设计并实现了一种复杂网络拓扑可视化方案。呈现结果表明NECB算法能在有效压缩网络拓扑规模的同时保存原始网络的主要信息,该方案能有效展现复杂网络拓扑的结构信息,为分析复杂网络提供支持。     

基于节点度分层的路由器级拓扑布局算法

在对Internet路由器级拓扑的可视化过程中,由于探测结果中节点数量众多和链路复杂,导致布局效果呈现主次不分、边交叉和布局效率低等问题。如何在保证全面展示拓扑中数据和提高布局效率的前提下呈现良好的布局效果是文中的研究重点。针对现有的布局算法都存在布局效果不佳和效率低等问题,提出一种改进的FR算法—DHL( Degree Hier-archical Layout)算法。首先,根据Internet路由器级拓扑中节点度分布的幂律性质将节点分为三类;接着对分类后的节点进行分层显示;最后根据层次的不同选取合理的初始温度和迭代次数。实验结果表明,文中算法能有效降低时间复杂度和边的交叉数,并使布局效果体现网络的层次性。     

一种多变元网络可视化方法

提出一种多变元网络可视化方法MulNetVisBasc,根据节点的多变元属性,使用高级星形坐标法布局网络节点,以边融合及路由技术为基础设计算法,自动有效布局网络边,实现友好的人机交互界面辅助用户进一步对数据进行分析挖掘.实验结果表明,MulNetVisBasc的可视化结果能够在直观揭示数据集多变元分布特性的同时清晰展现其网络关联特性,有助于用户发掘多变元网络数据集中潜在的隐性知识.边布局算法能够有效减少视图中的边交叉数量,且复杂度较低,适用于较大规模数据集,人机交互界面灵活方便.     

基于物联网的智能家居远程监控系统设计与实现

为了以较低成本实现家居的智能化远程监控,设计一种基于物联网的智能家居远程监控系统。采用Zig Bee、WIFI技术将家电、摄像头、控制器等组成物联网,实现对家电的远程控制和无线视频传输。以JN5139芯片为核心设计了各个Zig Bee终端节点,采用星型网络实现Zig Bee无线组网;以ARM11 S3C6410控制板为核心设计了无线视频监控模块。阐述了Zig Bee无线组网流程和数据帧结构;通过视频压缩编码,降低了视频图像的计算复杂度;采用AT命令驱动EM560 3G模块实现短信传输。系统测试结果表明:该系统Zig Bee无线组网时间约1 s左右,Zig Bee无线通信距离最大可达100 m左右,无线视频传输速率为250 Kb/s,完全满足家庭远程监控的需求。系统具有开发成本低、操作方便、功耗低等优点,具有一定的应用推广价值。     

基于Zig Bee技术的家庭安防网络的设计

Zig Bee是一种新兴的无线网络技术。将Zig Bee技术应用于家庭安防网络设计,介绍了应用Zig Bee技术组建智能家庭无线传感网络的关键问题,分析了无线网络协议的机理结构和网络拓扑结构,完成了家庭安防系统的传感器设计。     

农田环境监测系统设计与实现

针对农业生产的自动化管理需求,介绍了ARM与Zig Bee技术相结合设计农田环境监测系统的方法。硬件部分采用Zig Bee外接传感器设计环境数据采集节点,采用S3C2440处理器和CC2530设计协调器网关,其中CC2530与ARM之间采用SPI口进行数据通信。软件部分基于IAR平台结合Z-Stack协议栈构建Zig Bee无线监测网络,用于采集并传输影响农作物生长的现场环境信息,数据在基于ARM与Zig Bee技术相结合而开发的网关节点处实现汇聚,最终通过串口发送到基于VC++6.0与数据库技术开发的上位机监测系统。经测试,网关节点能实时接收传感器节点的数据,并通过串口成功上传到上位机监测系统,实现实时数据监测、动态分析、历史查询和异常报警功能,系统具有较好的稳定性和实用性。     

一种不完全可测环境下的覆盖网络构造方法

覆盖网络技术是下一代互联网、云计算数据中心网、软件定义网络（Software-Defined Network, SDN）等研究领域的热门技术。基于网络测量的覆盖网络可基于实时网络状态数据构建,较好地适应网络的动态性。但该类方法也面临着网络状态信息不完全可测（Incompletely Measurable）的问题,即节点加入所需的全局信息难以测量或在有限的时间内难以获取足够的节点信息,导致部分节点间的网络状态信息缺失,无法顺利完成节点加入过程。为解决该问题,本文提出一种用于不完全可测网络环境的覆盖网络拓扑构造方法（Topology Construction method for Incompletely Measurable network, TCIM）,基于时延构建树形拓扑结构。TCIM包含一种高精度节点加入方法和一种低复杂度节点加入方法,其中高精度节点加入算法利用时延三角形的三边关系,为节点选择合适的父节点,用于小规模或静态/低动态性条件下的节点加入;低复杂度节点加入方法在已加入的节点中,自适应选择常数个节点进行测量,选择时延最小的节点作为父节点,可用于大规模、高动态以及网络不完全可测条件下节点的加入。仿真结果表明,TCIM生成的树结构在不同的网络拓扑模型下时延伸缩比（Latency Stretch）均小于对比方法,在Waxman模型和BA模型下取得更小的拓扑维护代价,可通过合理设置TCIM中高精度节点加入和低复杂度节点加入数目构建树形覆盖网络,满足不同的拓扑维护代价和拓扑结构匹配准确度需求。     

基于复杂网络社区划分的网络拓扑结构可视化布局算法

许多真实的网络都可以用复杂网络的思想进行研究和解释,而社区结构是复杂网络的一个重要特征.为此,提出一种基于社区结构的网络布局算法.首先利用复杂网络社区发现算法对网络中的节点进行社区划分,并将一个社区抽象为一个节点,以社区间的关联为边构建新的网络;在此基础上,运用物理类比方法确定社区中心点的位置,并根据社区的规模确定社区的区域范围;最后运用条件择优的方式填充社区内部节点以完成网络拓扑的布局.仿真实验结果证明,该算法与传统的可视化布局算法相比,具有计算量更少、收敛速度快、结构清晰的特点,更具有实际应用的价值.     

基于三角构成规则的加权有向网络拓扑生成算法

针对加权无向图的网络拓扑模型难以表征真实网络环境下节点间有向性的问题,提出了基于三角构成规则的加权有向网络拓扑生成算法,依据概率优先选择节点的邻居节点进行有向性加边,通过网络边权的动态演化实现节点间的不对称性增长。并利用该算法进行了仿真实验。实验表明,基于三角构成的加权有向网络拓扑算法生成的网络拓扑结构符合真实环境下的网络拓扑结构所体现出来的拓扑特性,同时具有较好的聚类系数可控性。     

基于Zig Bee的农业信息无线传输网络研究与实现

针对农业生产环境中信息监测点分散和有线数据传输方式的局限性.以射频芯片CC2430为平台,利用新型无线通信技术Zig Bee的易扩展、成本低和功率小等优点.在研究网络组建、系统绑定和数据传输的基础上,开发了基于Zig Bee的无线传感器网络.并利用CC2430的睡眠模式和通过选择性发送数据措施实现终端节点的低功耗.实验结果表明:该传感器网络能实时监测温度、光照等环境参数,且终端节点有着较好的节能效果,满足对农业环境分散点实时监测的要求.     

基于Zig Bee的无线网络定位技术的研究与实现

基于接收信号强度的无线网络室内定位是定位领域的一个新的研究热点。为了满足室内定位对精度的要求,常见的方法是利用通信模块在室内环境下建立定位网络。介绍了基于Zig Bee协议的CC2431定位系统,分析了基于滤波算法和三边测量的定位算法,在支持Zig Bee协议的CC2431模块上实现了定位算法,通过在室内环境下进行实测实验对比了2种定位算法的定位误差,结果表明:提出的定位算法较系统自带定位算法提高了定位精度,定位效果良好。     

基于最优子网的虚拟网络映射算法

针对在虚拟网络映射过程中物理资源碎片化导致嵌入请求被拒绝,从而降低物理资源利用率的问题,提出一种基于最优子网的虚拟网络映射算法,通过优化的重边匹配算法,合并符合约束条件的虚拟节点,同时粗化网络拓扑,运用广度优先搜索算法创建候选物理子网集合,将粗化后的虚拟网络请求映射至最优子网。仿真结果表明,该算法能够减小链路映射跳数,提升虚拟网络请求接受率和收益开销比。     

基于B/S构架的网络结构可视化系统设计与实现

针对大规模网络节点数目庞大、结构复杂,直接对其可视化存在显示重叠、层次信息难以观察的问题,设计了一个基于B/S架构的网络结构可视化系统。该系统将网络转变为点、边的数据结构;引入网络结构特征参数和网络拓扑结构划分算法来构建网络模型;设计了针对不同需求的可视化方法和交互方式。根据与Gephi的比较和案例分析,表明系统具有表现方式灵活、部署简单、易扩展、跨平台等特点。     

WSN中一种基于能量的层次型拓扑生成算法

通过考虑无线传感器网络节点的能量问题确定了单层拓扑结构中簇头节点的最优个数,结合WCA算法提出了一种基于能量的无线传感器网络的层次型拓扑结构生成算法,并评估了该算法的各项性能指标。经过算法复杂度分析得出该算法的时间复杂度和网络节点的个数相关,适合生成中小型规模的网络。仿真结果表明,使用该算法可以生成具有最优簇头个数的网络拓扑结构,能大大节省网络节点能量的消耗,且延长了网络的生存周期。     

煤矿应急救援中无线Mesh网络多信道分配算法

针对现有的无线Mesh网络多信道分配算法无法解决煤矿应急救援中无线Mesh网络因传输干扰导致的信道分配抖动问题,结合无线Mesh网络连通性以及干扰模型,提出了一种基于拓扑分层和干扰避免的多信道分配算法,即对网络拓扑分层,在确定第1层节点与边的基础上,继续对其他层进行拓扑分配,然后根据干扰情况对各层进行信道分配。设计了仿真模型:无线Mesh节点发射距离为200m,干扰距离为500m,拓扑范围为1 000m×1 000m。随机选取20个节点,在可用信道变化和网关变化2种情况下对该算法进行仿真分析,结果表明该算法较常用的拓扑结构算法提高了网络的吞吐量,降低了信道分配中的传输干扰。     

一种能量均衡的ZigBee网络路由算法

为进一步改善Zig Bee网络性能以及延长其网络生命周期,提出一种能量均衡的路由算法EARZ(an Energy-balance Routing algorithm for Zig Bee networks)。算法通过改进传统算法的数据传递路径,来调整网络的能量消耗。算法中,源节点和目的节点根据建立的节点能量警告值来选择合适的路径,在平衡网络能量的基础上使路径最短。对算法进行了仿真和实验测试,结果均表明算法比典型的路由算法AODVjr更能有效延长网络的生命周期。     

基于ZigBee和GPRS的火灾报警系统的研究

本文为实现对火灾现场实时的远程监控,设计一种基于Zig Bee网络和GPRS网络的火灾远程监控系统。该系统采用Zig Bee及传感器构建数据采集短距离传输网络,结合GPRS无线数据传输和短信报警,配合服务器及上位机构建了一种基于GPRS的远程监控方案。     

面向多层网络可视化的多力导引节点自动布局算法

为展示多层网络层内社区结构和实现层间结构对比,基于传统力导引布局模型提出一种面向多层网络可视化的多力导引节点自动布局算法.首先在综合考虑节点所受层内引力、斥力和层间节点-副本间引力的基础上改进传统引力-斥力模型,构建多力导引模型;然后引入模拟退火思想为多力导引布局添加温度控制参数,控制节点移动速度;最后借鉴布局美学标准中的"总边长最短"原则,采用节点与副本的水平偏移与最优边长的平均相对长度和社区内部连边与最优边长的平均相对长度这2个指标评价文中算法的布局效果.通过对仿真数据和真实数据的实验结果表明,与基于层叠切片模型的独立布局算法相比,该算法能同时兼顾多层网络社区结构展示和跨层节点及其副本识别的效果,满足多层网络可视化对节点自动布局的要求.