基于大规模智能电网网格结构的查询方法

由于智能电网输电线路监测系统的查询多数是针对无线传感器网络(WSN)的全局式查询,不能满足用户基于任意区域的灵活高效的查询需求,根据该系统的网络布局和查询特点,提出了一种基于大规模智能电网网格结构的查询方法MSQuery。MSQuery将不同网格内的查询节点的数据汇聚到一棵或多棵逻辑查询树上, 采用逻辑查询树的合并策略建立优化的回收路径。将MSQuery与采用路线型结构进行查询的RSA算法和采用簇型结构进行查询的SkySensor算法进行对比,结果显示MSQuery的平均传输消耗最小,平均剩余能量最大。实验结果表明,MSQuery可以快速地返回查询窗口内的查询结果,降低通信消耗,节省传感器节点能量。     

基于SIR模型的智能电网WCSN数据伪造攻击研究

为了解决智能电网无线传感器网络面临的异构无线网络共存、频谱资源紧张和海量数据处理等问题,在智能电网引入了认知无线传感器网络（WCSN）。文章对智能电网WCSN中的数据伪造攻击进行了研究。在此类攻击中,恶意认知无线传感器节点（传染节点）通过向其他认知无线传感器节点（易感节点）发送伪造的频谱感知数据和设备能耗信息,导致控制中心做出错误的频谱分配和电力调度决策。采用流行病理论中的SIR模型,对智能电网WCSN中的数据伪造攻击信息传播过程进行了建模,研究了流行病爆发的潜在决定因素。最后,通过仿真验证了智能电网WCSN数据伪造攻击SIR模型,并对系统动态特性进行了分析。     

智能电网容错数据聚合方案

新一代智能电网的出现,极大地提升了电网的安全性与可靠性,这依赖于智能电表每15分钟发送一次数据,但是这可能会暴露用户的隐私,同时需要消耗很大的计算代价.于是数据聚合技术被引入,大多数现有聚合方案存在耗时大且当电表故障时系统无法正常运行等问题.针对上述问题,本文提出了一个智能电网中高效的支持错误容忍的数据聚合方案,具体来...     

用于智能电网的有差别射频充电传感器网络

针对应用于智能电网中的无线传感器网络(WSNs)节点能量受限问题,分析了基于无线射频充电技术的为传感器节点充电技术,改进了可持续无线充电传感器网络(SWRSNs),提出有差别射频充电传感器网络(DRRSNs)技术,增加节点的优先级设置,建立整数线性规划模型,用CPLEX求解模型确定标志性节点位置。求解数据表明:节点获得的能量平均提高105%,高优先级节点比低优先级节点平均多获得43%的能量,提高了节点的寿命,保证了WSNs的可靠性,但是路径访问效率平均降低了14%。     

智能电网WCSN安全体系架构研究

作为下一代电力系统,智能电网应具备向电网控制中心实时可靠传输信息的能力。为了解决智能电网无线传感器网络面临的异构无线网络共存、频谱资源紧张和海量数据处理等问题,我们在智能电网引入了无线认知传感器网络的理念。文章分析了在智能电网中引入认知无线传感器网络（WCSN）的必要性,列举了智能电网、认知无线电网络和无线传感器网络的相关研究成果,描述了智能电网WCSN分层结构包括家域网、邻域网和广域网,提出了智能电网WCSN安全架构。     

无线传感器网络的数据存储和索引技术

研究影响无线传感器网络数据存储和查询效率的应用指标,如查询比率和采样频率。对无线传感器网络数据存储方法与各种应用指标的关系进行定量分析和比较,给出各种方法的典型应用场景,为无线传感器网络的数据存储和索引技术设计提供了参考。     

热点感知的无线传感器网络数据存储策略

针对基于地理哈希表(GHT,Geographic Hash Table)的传感器网络数据中心存储(DCS,Data Centric Stora-ge)机制的热点问题,提出了能量有效的热点感知数据存储策略SASS (hotSpot-Aware data Storage Strategy),对GHT的路由策略进行改进,以减少边界模式引起的能量消耗,并利用邻居节点动态地扩展存储空间。仿真结果表明,与现有存储策略相比,SASS能有效减少因存储资源限制引起的数据丢失,并减轻热点区域节点的通信负载。     

大规模非结构化数据资源快速存储方法研究

非结构化数据资源具有较高的研究价值,伴随着信息化技术、互联网技术应用范围的扩大,非结构化数据资源规模随之增大,对其存储技术提出了较大的挑战,因此提出了大规模非结构化数据资源快速存储方法,采用层次聚类算法分组处理非结构化数据资源。以某一组非结构化数据资源为对象,结合数据资源传输距离、节点能量、传输方向等因素,确定非结构化数据资源转发路径,描述非结构化数据资源存储过程,制定分层扩展存储机制,从而实现大规模非结构化数据资源的快速存储。实验数据表明,在不同实验工况背景下,应用本文方法后获得的非结构化数据资源存储速率最大值为1 920 MB/s,非结构化数据资源存储位置准确性最大值为98%。     

大规模无线传感器网络中基于振荡轨迹的数据存储与发现机制

在大规模无线传感器网络中,在不存在基站节点的情况下,节点组成对等网络,任何一个节点都有可能成为数据消费者节点或者数据生产者节点.传感器网络是一种资源受限的自组织网络,节点的能量和计算能力不足以支持复杂协议的设计.如何让随机产生的消费者节点和生产者节点能够有效迅速地发现对方并进行数据查询工作是传感器网络研究中的一个难点.利用数据为中心的存储策略,提出了一种振荡轨迹的数据存储发现机制.该方案要求消费者节点和生产者节点将查询或者数据存储到相应的振荡路径上.该方案不需要节点存储全局的网络信息,每个节点根据局部信息和预设的反射角度进行路由选择和数据转发.理论上,所有的振荡轨迹满足两两相交的特性,保证了数据查询成功率,而且消费者节点在查询数据时所需要的跳步距离是有界的,同时该方案能够保证数据负载的平衡.     

智能电网中无线传感器网络的应用研究

智能电网与先进的传感测量技术和通信技术密切相关,也为无线传感器网络提供了新的应用平台。本文针对智能电网的绩效目标与电网的实际情况,结合无线传感器网络的主要技术特点,阐述了应用WSN构建智能电网通信系统的优势,以及通信系统的具体结构。采用WSN技术的智能电网通信系统将具有成本低、功耗低、自组织、灵活性强的特点。     

基于分层网格的Sybil攻击检测方案

在无线传感器网络(WSN)中,Sybil攻击的危害大且难于检测。针对该问题,提出一种基于分层网格的Sybil攻击检测方案。根据Sybil节点身份的多变性,采用分层网格技术初步确定其物理位置,通过网格节点间的密钥技术确认Sybil节点。仿真结果表明,该方案的检测性能高、内存使用率低、网络扩展性强,且适用于WSN的多跳传输。     

无线传感器网络正六边形网格划分方法

综合考虑无线传感器网络中的连通与覆盖问题,提出了一种新的同构无线传感器网络网格划分方法,即正六边形网格划分方法.通过数学推导和理论证明,该正六边形网格划分方法充分利用了每个节点的圆域面积,比传统的正方形网格划分方法使用更少的节点.最后,比较了该正六边形网格划分方法与正方形网格划分方法的功耗情况,计算结果显示,前者性能更优.     

传感环境下一种启发式反监控路径搜索算法

研究传感环境下移动对象的反监控问题,给出了三角形网格,穿行代价,搜索相关度等概念,基于A*启发式路径搜索算法,提出了一种传感环境下启发式反监控路径搜索算法。理论分析和实验结果表明,与已有相关研究工作相比,新算法具有较好的反监控性能和较低的计算复杂度,从而使得移动对象能够快速找到一条到达目标位置点的安全路径。     

一种动态分簇无线传感器网络密钥管理方案

层簇式无线传感器网络因管理方便、能量利用率高等优点,是近年来研究的热点,目前已提出了很多基于簇的路由协议,但这些协议很少考虑到安全性问题,而针对这种分簇式网络结构提出的密钥管理方案又都存在一些不足,不能很好地与路由协议结合使用。针对这些问题,提出了一种轻量级的密钥管理方案KMDC(Key Management for Dynamically Clustering WSN),分析表明该方案可以有效地解决密钥管理的问题。     

GAF传感器网络中MAC地址空间复用算法

MAC地址只需要局部唯一而无需全局唯一,可对同一MAC地址在不同区域进行空间复用。在GAF算法形成的特殊的虚拟单元格拓扑结构中,可以对簇头节点和簇内节点采取不同的MAC地址复用策略。分析簇头节点和簇内节点MAC地址空间复用的限制条件及复用方法,在此基础上提出一种分布式的MAC地址空间复用算法。理论分析和模拟实验表明,该算法能有效减少MAC地址长度、节约网络能耗,在密集网络中能保持良好的性能。     

基于预测模型的WSN节点能量融合机制

分析节点能量衰减的过程,采用节点能量衰减预测模型描述节点能量损耗的规律,并建立基于该预测模型的节点剩余能量汇报机制,从而减少节点能量数据的汇报次数以及节点间的数据通信量,降低节点能耗。实验结果表明,在应用该预测模型后,Telosb节点的电池工作寿命延长1%~4.5%。     

基于预测模型的WSN节点能量融合机制

分析节点能量衰减的过程,采用节点能量衰减预测模型描述节点能量损耗的规律,并建立基于该预测模型的节点剩余能量汇报机制,从而减少节点能量数据的汇报次数以及节点间的数据通信量,降低节点能耗。实验结果表明,在应用该预测模型后,Telosb节点的电池工作寿命延长1%~4.5%。     

WSN中基于网格模型的可靠传输协议

为提高传感器网络的传输可靠性,提出一种基于网格模型的可靠传输协议。该协议利用网络大小和节点传输距离将网络划分成若干网格。引入随机丢包模型,运用源节点的位置、能耗等信息,在源节点和Sink间确定中间点坐标,再以中间点为圆心的圆形区域内找到距离Sink最近的、可靠的下一跳转发点转发数据包,转发点覆盖全网格,非转发点休眠。理论分析和仿真实验表明,与AOMDV协议相比,该协议具有较高的可靠性且能耗较低,可有效避免广播风暴等问题。