基于时域特征的电力感知数据频繁项查询

电力感知数据是一种时间序列数据。电力系统在运行中产生大量的数据,导致在查询数据频繁项时的系统负载大、查询效率低。为了提高电网电能传输质量,对基于时域特征的电力感知数据频繁项查询方法进行了研究。构建电力系统拓扑结构,预测其运行状态。根据电网的纵向连续性和横向连续性,定向采集传输活跃的电力感知数据。以三轴加速度相同的两个滑动窗口为目标区域,提取电力感知数据的时域特征。将提取的时域特征输入到贝叶斯分类算法中,使用贝叶斯分类器进行分类。考虑由谐波震颤效应导致的逻辑疏密性下降问题,通过锁定频次占比较大的类别区间,实现电力感知数据频繁项查询。试验结果表明,所提方法的查全率高于97%、查询的电力感知数据在180个以上、时间开销为5 ms、内存开销为10 MB。该方法可有效提升电力感知数据频繁项的查询性能和查询效率,提高电网电能传输质量。     

分布式混合压缩感知无线传感器网络数据收集

在传感器网络数据收集过程中,降低网络传输量对于网络传输效率和生命周期的延长具有重要意义。结合压缩感知思想,设计了一种分布式混合压缩感知的无线传感器网络数据收集方法。首先通过基于k-means++的方法均匀聚类形成簇,各簇进行基于混合压缩感知的分布式数据收集,完成后通过建立骨干树将数据传输至sink节点。仿真结果表明,在给定的仿真工况下（压缩率为10,节点数为800）,与最短路径树混合压缩感知和最优树混合压缩感知算法相比,分别能减少40%和10%以上的传输量,与不使用混合压缩感知的收集方法相比减少70%以上的传输量;同时,节点传输量标准差由14.07和14.37和降低至11.85,置信区间大小由322.66和131.75降低至39.12,证明网络鲁棒性和负载均衡度均有提升。     

基于配电物联网的通信组网及数据处理技术研究

大量配电设备、传感器接入到网络中会产生较多配电数据,数据的采集、传输与计算为通信信道与储存系统带来较大压力。为此提出配电物联网环境下通信组网及数据处理技术研究。从“云”、“管”、“边”和“端”四方面分析配电物联网整体架构,以覆盖全部配电终端为目的;充分考虑孤点问题,设计通信组网;对数据信息做编码组帧,结合压缩感知理论构建数据处理模型,利用该模型降低感知节点硬件复杂度,压缩测量值,完成数据处理。仿真结果表明,所提方法数据处理速度快,压缩性能较好,可有效改善数据丢失现象。     

基于多观测矢量和LDPCA的分布式视频编码

分布式视频编码与压缩感知技术都有助于将计算复杂度从编码端向解码端迁移,已有研究显示两者的结合可能提高分布式视频编码系统的性能.基于传统分布式视频编码框架,借助多观测矢量稀疏重建技术,设计了一种混合压缩感知和LDPCA的分布式视频编码系统.首先根据稀疏度对频带数据进行划分,再分模式进行编码表示,其中非零系数较多的低频频带使用LDPCA技术进行压缩;而对稀疏度较高的高频频带,使用多观测矢量的压缩感知技术以求进一步利用频带间的相关性.仿真结果表明,系统的性能优于LDPCA的变换域分布式视频编码系统.     

基于压缩感知和非对称Turbo码的联合信源信道编码

针对无线环境信道系统恶劣且不稳定的特点,提出一种压缩感知和非对称Turbo码的联合信源信道编码方案。该方案将具有很好压缩性能的压缩感知技术与具有强纠错能力的非对称Turbo码结合实现了自适应图像压缩传输的联合信源信道编码。可以根据基于二维压缩感知的信道估计方法来估计无线信道环境,动态地调整压缩感知的参数以及非对称Turbo码的编码策略来提高图像的传输效率和重建质量。实验仿真结果表明,根据不同的无线信道环境采用不同的压缩感知的采用测量数以及非对称Turbo码的类型,能够提高图像的传输效率,使图像恢复质量与图像传输速率达到最优的平衡。     

WSN中基于贝叶斯压缩感知的信息隐藏传输研究

提出了一种无线传感器网络中,在压缩感知域内对敏感数据进行嵌入及提取的安全传输框架。在该框架中,传感器节点利用压缩感知技术对敏感数据进行编码,在基站端利用基于贝叶斯的压缩感知重构算法进行敏感数据的恢复。充分利用压缩感知技术特点,编码的复杂性转移到基站,而传感器节点仅需执行简单的线性运算,从而在实现敏感信息安全传输的同时减少了能量消耗。仿真结果表明,该算法能够在无线传感器网络中实现敏感数据的安全传输,并且具有抗噪性强的特点。     

基于蜂窝网技术的安全环境精确监控的研究

随着蜂窝网技术的蓬勃发展，信息技术使得数据的采集将越来越便捷。对于电力网络的每个环节中涉及的重要参数和实时电网系统的配电柜状态信息的必要采集，在智能电网系统的配电柜的维护中具有重要的作用。由此，本文在考虑利用蜂窝网等网联技术的基础上，感知电力系统控制柜的实时状态与信息传输，结合实际的情况对配电柜故障寻址进行了一定的研究。本文考虑蜂窝网采集信息的便捷性，基于蜂窝网节点的采集电力网络信息采集系统，应用数据对比算法、动态时间规整算法以及聚类思想对采集的信息进行分析，从而对应用蜂窝网技术的智能电力网络故障寻址展开研究。     

MIMO-OFDM系统中基于压缩感知的信道参数反馈方法

为了解决MIMO-OFDM系统中基于完全信道状态信息预编码所面临的反馈链路开销大的问题,提出将压缩感知技术应用于这种预编码的信道状态信息的反馈阶段。在接收端通过压缩感知技术对由信道估计得出的信道状态信息进行观测,将少量的观测值反馈到发送端,在发送端通过正交匹配追踪算法重构出完全信道状态信息。仿真结果表明,信道状态信息在KLT域的压缩感知性能明显优于DCT域的压缩感知性能,可以由反馈到发送端的少量采样值精确地重构出信道状态信息,降低了反馈链路的开销。     

运动辅助训练器驱动电机自动调速控制系统

为了提升自动调速控制效果，设计了运动辅助训练器驱动电机自动调速控制系统。感知层利用ZigBee节点实时采集设备层内运动辅助训练器的驱动电机电机信息；网络传输层通过ZigBee基站，融合各ZigBee节点采集的信息；安全通信模块以标注节点、提取有效节点与连接标注节点的方式，建立物联网安全通信信道，并引进实时传输协议，压缩与实时传输融合的信息；应用层中通过数字PI算法，结合接收的融合信息，得到电流参考值，运算得到脉冲宽度调节占空比，生成电压调节信号，完成驱动电机速度控制。实验证明：该系统可有效采集跑步机的电机转速信息，并安全传输信息；可快速调节跑步机速度；在不同干扰下，该系统的自动调速控制效果较优。     

基于压缩HMAC算法的传感器网络范围查询方法

传统范围查询方法主要针对一维数据,在感知节点上传的信息较多,导致能耗较高。提出一种基于压缩HMAC算法的两层无线传感器网络多维数据范围查询方法。使用AES对称加密算法生成数据密文及加密索引链,运用反向0-1编码和压缩HMAC算法生成最值比较链,反向0-1编码不需额外进行数值化处理,压缩HMAC算法能够缩短HMAC编码长度,从而减少感知节点的发送数据,降低感知节点的能量消耗。在AliOS Things Developer Kit开发板和iTOP-4412核心板上对该方法进行实验,并从单个周期采集数据个数、感知节点数据位数和采集数据维数3个方面与CSRQ等方法进行能量消耗对比分析,结果表明,该方法能保持数据的完整性,且能量消耗更少。     

基于MPEG-4的数字监视系统解码器的设计

MPEG-4是基于第二代视音频编码技术制定的压缩标准，主要用于视频存贮、视频广播和视频流媒体；而数字监视系统则是将所有的视频信息输入计算机，由MPEG-4编码器将模拟视频信号转化成数字视频信号，完成视频信息的采集、浏览、传输等功能，其涉及到的技术主要有视频采集、数据存储、采样量化编码、解码、显示等技术。故又引入了H.264标准．该标准是由ITU-T与ISO／IEC联合进行开发的，主要用于实时视频通信。本文从MPEG-4编解码原理开始讲起，对MPEG-4多种编解码技术进行分析，同时又引入了数字监视系统解码器的模型，在此基础上．实现了数字监视系统解码器的方法。     

基于GPRS的无线视频监控

在无线视频数字监控系统中,嵌入式技术和MPEG-4压缩编码技术越来越受关注.在研究分析了嵌入式技术和视频信号压缩技术基础上,提出了基于MPEG-4的嵌入式网络视频监控系统的设计方案,构建了基于嵌入式Linux系统和PXA255硬件平台环境,设计了视频信号采集、MPEG-4标准视频图像压缩编码和视频信号GPRS无线网络传输等功能模块,实现了基于GPRS的无线视频数字监控系统,为开发嵌入式MPEG-4数字视频监控系统的广泛应用打下了良好的基础.     

基于HPS和FPGA的图像压缩感知编解码系统

针对图像编码与重构系统的实际需求,设计了一种基于HPS和FPGA的图像处理系统。该系统实现了图像的实时采集、压缩、传输和重构。系统采用DE1-So C开发板,在FPGA中设计了D5M摄像头、SDRAM、VGA的IP核,在QSYS中利用AXI和Avalon总线连接IP核,利用Linux C编程在HPS中实现了图像的压缩感知(CS)编码和传输,在MATLAB上位机中接收压缩数据并实现图像的重构,减少了FPGA资源使用和设计复杂度。结果表明,该系统能够实现任意自然图像的处理,图像压缩比约为8%,PSNR约为41 d B,应用灵活,可移植性强,能够满足实际工程的需要。     

基于WIFI的井下多媒体环境感知节点设计

为满足煤矿井下生产一线与应急救灾的环境监测需要,文章以井下WIFI无线网络建设为基础,设计了一种融入视频监控技术和传感器监测技术的感知节点;该节点采用嵌入式Linux操作系统和TMS320DM365处理器作为软硬件平台,能够实现视频信息的采集、H.264压缩及传输,以及甲烷、加速度、温度等信息的采集与传输功能;测试结果表明,在1Mbps带宽下,节点可以提供PAL制式(分辨率720*576,帧率25fps)的实时视频信息;利用感知节点可以对井下多维环境信息进行实时监测,为煤矿安全生产与灾后救援监控提供有力保障。     

叠加特征信息辅助的语音传输与重构

为改善压缩语音传输系统的重构精度且不增加系统的频谱开销,提出一种叠加特征信息辅助的语音压缩传输与重构方法。提出方法首先提取稀疏语音信号的特征信息;抽取的特征信息以叠加序列方式叠加在压缩语音信号上进行传输;接收机重构时,借助特征信息辅助重构算法进行语音重构。分析与仿真结果表明,相比于传统的压缩感知语音重构方法,在较高信噪比或较低压缩率情况下,提出方法可改善语音重构精度,且不增加传输系统的频谱开销。     

基于压缩感知的OQAM/OFDM系统POP方法信道估计

针对偏移正交幅度调制的正交频分复用(OQAM/OFDM)系统中成对训练序列(POP)法信道估计技术性能较差且受噪声影响较大的问题,提出了一种基于压缩感知(CS)的POP信道估计方法.该方法将压缩感知技术应用于POP法信道估计之中,将传统的频域信道估计方法转化为时域信道估计方法,通过压缩感知技术准确地重构出时域信道信息,减少导频开销,提高频谱利用率,得到更好的信道估计性能.与传统的OQAM/OFDM系统的信道估计方法进行比较,仿真结果表明,所提的方法能够在使用较少的导频符号的同时得到更高的系统性能和信道估计精度.     

基于H.264的多传输模式IP网络视频监控系统

设计与实现了一种基于H.264的多传输模式IP网络视频监控系统,该系统采用ARM9 S3C2440作为核心硬件处理器, USB摄像头采集到的视频数据经X264压缩编码后由RTP实时传输协议进行网络层的打包,并通过ARM-Linux开发平台与PC机之间建立的UDP Socket在有线以太网、无线Wi-Fi和电力线三种环境中进行网络传输, PC机在接收到视频流后进行解码与实时显示.最后,对系统服务器端的压缩编码效率和三种传输模式下的系统性能进行了测试和分析,测试数据结果表明该系统具有功耗低、压缩编码效率高、视频画质清晰等特点,并且能在不同的传输环境中保证视频传输的高实时性.     

基于ARC算法的数据压缩技术和实现

针对无损压缩技术在航天遥测系统中的应用情况,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)硬件结构的遥测噪声数据实时无损压缩系统的方案。结合Shannon信息论中信息熵的概念,研究了数据压缩的本质和算法评估标准。通过PC仿真试验对多种算法的压缩效果进行了比较,最终选择算术编码(ARC)作为无损压缩的算法。测试结果表明,该方案能够实时采集并压缩遥测噪声数据,有效地提高压缩去除率和压缩速度,优化压缩性能。     

跨层反馈在无线视频自适应编码中的应用

为提高压缩后视频在无线信道中的容错能力,结合当前无线通信系统中广泛使用的自适应调制编码(AMC)技术和自动重传请求(ARQ)技术,提出一种新的基于跨层反馈的自适应编码方案。利用该设计方案,应用层可以利用底层的反馈信息感知到当前的信道变化并调整相应的码控策略来提高视频传输的鲁棒性。实验结果表明,与没有利用跨层反馈的其他方法相比,本文编码策略能提供更好的视频传输质量。     

基于自适应遗传算法的智能电网继电保护故障识别

为降低非线性结构智能电网系统中多源信息丢失或畸变问题、提高系统隐形故障的识别精度,提出了一种基于自适应遗传算法的多源信息融合技术,以实现对智能电网隐形故障识别。根据电网结构形成故障识别编码,由保护动作信息与设备状态期望关系建立适应度函数和状态期望值,提升采集信息的容错性能;利用遗传算法的交叉、变异计算,提升算法的寻优能力。通过建立的仿真模型进行算法验证。验证结果表明:采用该算法能有效克服多源信息的缺失和错误对隐形故障识别的影响。该算法进行了设备状态和动作信息的关联,由遗传算法进一步提升故障识别的最优解能力,对于后期建立智慧电网的实时故障诊断具有参考价值。