异构传感器网络多目标多重覆盖策略

在传感器网络环境监测应用中,常存在多种监测对象。此类应用中,每个异构网络节点搭配不同类型的传感器,要求网络部署可多重覆盖监测区以监测各个子对象。针对节点随机分布的传感器网络,该文提出一种平均子网寿命模型以评价网络中某子对象的监测寿命。在给定成本预算与各子对象的基本覆盖率需求下,采用一种基于整数向量规划的多目标多重覆盖算法权衡成本、网络覆盖性能以及网络中不同子对象的监测寿命。该算法分两部分,首先确定监测不同子对象的传感器数量,然后基于平均子网寿命模型,确定不同类型的异构节点数量。针对向量规划问题,文中给出两种不同次优解法。在仿真实验部分,将不同次优解法进行了对比,并分析了算法计算复杂度。仿真示例验证了该文的覆盖算法在多对象监测应用中的有效性。     

失效网络中节点可通信性能评估方法研究

研究失效网络中节点的可通信性能评估方法,实现对网络通信系统的优化设计,提高网络的安全性能。提出一种基于VXI总线交互式动态配置的失效网络中节点可通信性能评估系统设计方法,构建无线网络的实体对象模型,进行通信系统的总体设计描述,采用分数间隔均衡匹配滤波检测方法进行网络失效节点的检测设计,提高网络的抗干扰性能,在此基础上对失效网络中节点定位模块进行硬件电路设计,实现了失效网络中节点可通信性能评估。实验结果表明,采用该设计方法进行失效网络中节点可通信性能评估,能提高网络的抗干扰性能,节点通信的误码率降低到最小,提高网络数据传输的吞吐量,提高网络安全性,展示了较好的应用价值。     

自适应多传感器网络覆盖节点部署技术研究

基于多传感器节点圆形数据采集区域相切形成一系列相似三角形在几何原理上的有效性和可行性,提出了一种基于相似三角形的网络节点协同控制节点部署技术.首先把数据采集区域分割为多个几何相似的三角形,保证对监测区域无缝覆盖的同时聚集最少的传感器节点;其次在簇首节点与分簇区域内的传感器节点之间构建高效拓扑;然后建立一种自适应节点失效重建网络拓扑控制机制.仿真实验表明,该节点部署算法可以对监测区域实现完全无缝覆盖,保持网络整体性能高效以及数据传输的可靠性..     

能量异构无线传感器网络容错拓扑研究

该文针对能量异构无线传感器网络中的节点失效问题,提出度分布可调的容错拓扑结构(ADD),并给出了拓扑的度分布表达式,进而通过解析度分布属性对拓扑容错性的影响,得出在能量耗尽与环境损毁综合节点失效情况下可较长时间维持监测任务的网络拓扑。仿真实验结果表明,新的容错拓扑结构获得了更长的生存时间,具有更好的容错性能。     

基于节点冗余容量动态控制的复杂网络鲁棒性研究

针对传统级联失效模型中冗余参数固定不变的问题,该文综合考虑节点受攻击程度不同和失效过程中网络拓扑的动态变化,建立了基于节点冗余容量动态控制(DRC)的级联失效模型.通过定义网络相变临界因子θ衡量节点失效引发级联失效的概率,分析了网络鲁棒性与θ之间的相关性,并结合度分布函数详细推导了θ的解析表达式,基于解析表达式提出了两种网络鲁棒性提升策略.仿真结果表明,在模型网络和真实网络中,根据被攻击节点度的不同,通过调整节点初始负载参数可以有效提高目标网络的鲁棒性;DRC模型下级联失效传播范围较τ Motter-Lai(ML)模型显著减小.     

基于信任评估的Ad Hoc网络关键节点选取算法

Ad Hoc网络中存在关键节点,它们的失效会严重影响网络性能。为了有效地选取重要且可信的关键节点,给出了关键节点的定义,提出了一种基于信任评估的关键节点选取算法。首先利用节点收缩法计算节点的重要度,然后结合D-S证据理论,建立节点的信任评估模型,通过该模型得到节点的客观信任值来判断节点的可信度,最后综合考虑节点的重要度和可信度来选取关键节点。仿真实验结果表明,通过该方法得到的关键节点失效后将造成网络性能急剧下降。     

基于信誉值维护的机会网络自私节点检测机制

机会网络中自私节点的存在严重影响路由转发的性能。为在路由时避开此类节点、消除其对网络性能的影响,提出了一种基于信誉值维护的自私节点检测机制,通过两跳ACK消息来监测节点行为,利用监测信息计算节点的信誉值,并将其作为判断节点是否自私的依据。在多种路由算法上加载该检测机制进行仿真实验,结果表明该检测机制可准确识别机会网络中的自私节点,提高消息投递的成功率,并能有效控制消息副本数和网络开销。     

基于带宽估计的ad hoc网络拥塞控制机制

针对ad hoc网络提出了一种基于带宽估计的拥塞控制机制.该机制通过实时的监测无线节点链路的工作状态,来估计节点的可用带宽,从而获得节点的拥塞程度指标,根据包的类型进行拥塞控制.由于带宽估计不需要与其他节点进行状态信息交换,降低了系统开销.同时拥塞控制机制缓解了无线网络的拥塞状态,提高了网络性能.     

基于执行器的WSAN传感器配置方法研究

传感器网络旨在通过监测环境,完成事件检测和目标跟踪功能。为了实现这一点,覆盖是任意传感器网络的功能基础,影响覆盖的因素包括随机节点撒布、节点失效、受控节点移动性耦合等。通过利用WSAN(无线传感器与执行器网络)中的节点移动性,可以设计多种不同的传感器配置方式。文章介绍了移动传感器的两种迁移方式,分析了LRV(最近最少访问)、SLD(蛇形部署)和BTD(回溯部署)3种基于执行器的传感器配置方法的原理与实现流程。     

一种基于信誉和能量综合评价模型的ZigBee网络

为有效解决ZigBee网络对于内部攻击缺少防范的问题,并兼顾网络性能受制于有限节点能量的不足,文章在RFSN模型的基础上,提出一种基于节点通信行为、历史评价和能量的综合评价模型,进而针对不同攻击行为给出相应的路由选择方案及监测标准。仿真实验表明,该模型比RFSN模型更能快速准确地识别出恶意节点。     

基于IA分布式网络系统的可信监测算法

网络安全存在的隐患促使网络更多地依靠网络监测来增强控制能力。针对监测结果是否可信以及如何提高网络监测的可信度问题,引入可信计算的思想,提出基于IA分布武网络系统的可信监测算法。通过对监测延迟及网络节点的状态突变参数的提取和分析,可信预测节点状态。仿真结果显示,监测可信因子并不会随节点状态的突变而产生很大波动,表明此算法具有较好的鲁棒性,为系统的通信、分布式任务的执行提供了可信的状态分布图。     

基于状态信息的退化失效型产品模糊可靠性评估

考虑到退化失效型产品性能下降主要表现为状态参数发生漂移,可靠性评估模型中随机参数具有模糊特性,提出一种利用状态信息评估模糊可靠性的方法.采用随机冲击累积失效模型描述退化过程,模糊化参数漂移的动态范围,引入模糊隶属函数,推导出产品模糊可靠度的分析模型.结合具体实例进行验证,对比分析了不同隶属函数下的模糊可靠性与常规可靠性...     

A coherent model for reliability of multiprocessor networks

Graph G has perfectly reliable nodes and edges that are subject to stochastic failure. The network reliability R is the probability that the surviving edges induce a spanning connected subgraph of G. Analysis problems concern determining efficient algorithms to calculate R, which is known to be NP-hard for general graphs. Synthesis problems concern determining graphs that are, according to some definition, the most reliable in the class of all graphs having a given number of edges and nodes. In applications where the edges are perfectly reliable and the nodes are subject to failure, another measure (residual node connectedness reliability) is defined as the probability that the surviving nodes induce a connected subgraph of G. Referring to such a subset as an operating state, the measure is not coherent because a superset of an operating state need not be an operating state. This paper proposes a new definition of network reliability that handles the case of node failures; it is coherent. We determine many of its properties, and present several analysis and synthesis results     

基于ZigBee的风电机组振动故障监测系统设计

：针对目前风电机组有线监测系统安装、维护不便和监测点有限等问题,设计了基于ZigBee的风电机组振动故障监测系统,由传感器节点、协调器节点、3G网络和监控中心组成。传感器节点采集机组各部位的振动参数并发送至协调器节点,经过协调器节点处理的信息通过3G网络发送至远程监控中心,此设计提高了系统的可靠性和实时性。测试结果表明系统节点间通信良好,系统工作稳定性高,数据传输实时性好,及时给出报警信息,故障诊断正确率达到95.5%。     

物联网感知层多路径传输策略研究

多路径数据传输是无线传感器网络亟需解决的一个关键问题.本文针对节点故障、链路失效和外界干扰影响网络稳定性和可靠性,提出一种基于混合蛙跳算法的无线传感器网络多路径传输策略.首先我们详细介绍了蛙跳算法及其原理,之后我们将其应用到无线传感器网络多路径传输策略之中,接着运用混合蛙跳算法对传感网络节点其进行更新、划分、重组以便选择出最优节点建立传输最优路径,提高网络的稳定性和可靠性.通过算法仿真与结果对比提出的算法与AODV、粒子群PSO算法相比,在网络能耗、传输时延、丢包率、连通率和可靠度等方面都具有较好的性能.其中网络能耗比AODV、PSO算法降低了62.5％和35.8％.     

可靠的机会网络自私节点检测算法

针对现有机会网络自私节点检测算法没有考虑节点收到错帧和节点脱离通信范围监听失败的情况而影响检测准确性的问题,提出一种可靠的自私节点检测新算法——RSND。采用基于跨层监听机制的错帧解析、基于节点相遇的信息挖掘和基于RSSI的节点距离估计3种新机制消除错帧和节点脱离通信范围监听失败对节点自私性检测的影响,提升检测可靠性。理论分析证明了RSND算法的有效性,仿真结果显示,相对于现有的基于2-ACK的自私节点检测算法和Watchdog检测算法,新算法的自私节点检测准确率和网络吞吐量至少提高了6%和4%。     

基于ZigBee和ARM技术的森林火情监测系统的设计

介绍了基一种基于ZigBee和ARM技术的无线森林火情监测系统。该系统采用无线传感网络结合上位机数据处理中心的框架,采取ZigBee和短波无线通信方案,融合了传感器网络、ARM等工控技术,实现了森林环境参数采集和传输。在系统的总体框架下,重点分析了ZigBee组网的的设计方案,包括软件设计和硬件设计。最后,对节点性能和整个监控系统进行了测试,证明了系统的稳定性和其数据传输的可靠性。     

基于随机Petri网的通信网络性能评价

利用Petri网的动态描述能力,将Petri网应用到通信网动态可靠性分析上。通过分析网络故障的起因,把故障原因抽象为三个子故障系统。根据故障产生、消解的随机性,运用SPN建模,然后运算求解,得到网络可靠度的表达式。最后通过实例验证了方法的正确性。     

Ad Hoc网络可靠性评估

针对一种特殊的通信网Ad Hoc网络,提出了一种可靠性评估算法,首先根据物理拓扑抽象出Ad Hoc网络模型,并充分分析Ad Hoc网络特点确定失效判据,依据失效判据进行可靠性建模,选择合适的可靠性模型。将Ad Hoc网络模型划分为逻辑上的一个个子区域,采用层次分析法确定各个子区域的权重系数,在各子区域内,利用最小定点割集确定Ad Hoc网络中的重要节点,同时根据生成树算法确定重要节点的权重系数,从而可以计算出Ad Hoc网络的可靠度。最后通过实例说明某Ad Hoc网络的可靠性评估。     

Performance impact of JobTracker failure in Hadoop

In this paper, we analyze the performance impact of JobTracker failure in Hadoop. A JobTracker failure is a serious problem that affects the overall job processing performance. We describe the cause of failure and the system behaviors because of failed job processing in the Hadoop. On the basis of the analysis, we build a job completion time model that reflects failure effects. Our model is based on a stochastic process with a node crash probability. With our model, we run simulation of performance impact with very credible failure data available from USENIX called computer failure data repository that have been collected for past 9 years. The results show that the performance impact is very severe in that the job completion time increases about four times typically, and in a worst case, it increases up to 68 times. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.