利用改进ILP和二进制穷举择优法的低成本物联网流量多目标路由感知方法

针对无线网络不能为多样化应用需求提供支持及卸载移动通信核心成本较高的问题,提出了一种改进整数线性规划模型(IILP)结合二进制穷举择优法的低成本混合物联网流量多目标路由感知方法。首先,基于IILP对混合物联网流量路由感知进行建模,获得准确的能量感知模型;其次,采用多目标MAXI路由感知算法对多目标路由感知模型进行了求解,降低了流量路由求解的延时;最后,采用二进制穷举择优法对流量路由感知的吞吐量进行扩展。仿真实验表明,与现有算法相比,提出方法降低了求解的延时,提高了流量的吞吐量,减少了流量的丢包率,同时还降低了混合物联网多目标路由感知的成本。     

Achieving concurrency in cloud-orchestrated Internet of Things for resource sharing through multiple concurrent access

Cloud-orchestrated Internet of Things (IoT) facilitates proper utilization of network resources and placating user demands in smart communications. Multiple concurrent access (MCA) techniques designed for cloud-assisted communication helps to achieve better resource sharing features with fault tolerance ability. A multi-objective resource allocation and sharing (RAS) for balancing MCA in cloud-orchestrated IoT is presented in this article. The RAS constraints are modeled through linear programming (LP) as an optimization approach. The constraints are resolved using genetic representations (GR) for reducing the unserviced requests and failed resource allocations. Conventional genetic stages are inherited by the LP model to solve resource allocation and access issues reducing latency. The combined LP and GR jointly resolve resource allocation and MCA stagnation in cloud network. A fair outcome of LP-GR is estimation using the metrics response latency, resource utilization, request handled, and average latency.     

适用于大规模无线传感器网的流量优化系统设计

针对大规模无线传感器网络(WSN)流量随访问者数量增加而上升的问题,设计并实现了一种适用于构建大型WSN并降低系统流量的应用系统框架。系统采用IPv6和低功耗无线个域网的IPv6技术(6LoWPAN)搭建大规模WSN,使用消息队列遥测传输(MQTT)协议和针对WSN设计的消息队列遥测传输(MQTT-SN)协议在应用层搭建了连接WSN和传统互联网的发布/订阅结构。实验结果显示,当系统中存在5个传感器节点时,与受限应用协议(CoAP)构建的WSN应用系统相比,提出的系统框架的数据流量仅为前者的18%左右。这表明该系统框架可有效地控制访问者增加对WSN流量造成的影响。     

Development of foundation models for Internet of Things

With the advent of the Internet of Things (IoT) that offers capabilities to identify and connect worldwide physical objects into a unified system, the importance of modeling and processing IoT data has become significantly accentuated. IoT data is substantial in quantity, noisy, heterogeneous, inconsistent, and arrives at the system in a streaming fashion. Due to the unique characteristics of IoT data, the manipulation of IoT data for practical applications has encountered many fundamental challenging problems, such as data modeling and processing. This paper proposes the infrastructure for an IoT prototype system that aims to develop foundation models for IoT data. We illustrate major modules in the IoT prototype, as well as their functionalities, and provide our vision of the key techniques used for tacking the critical problems in each module.     

新颖的物联网RFID传感系统防冲突算法

基于超高频射频识别(RFID)技术构建物联网系统往往需要将多个读写器同时工作于同一区域,这种多读写器环境势必会造成多读写器冲突,严重影响系统的性能。针对常用的反向散射耦合方式,选取信干比作为系统通信质量的度量,提出基于快速功率控制和退避机制的防多读写器冲突算法。读写器依据信干比情况,动态调节自身发射功率,在保证读写器读写距离的同时,减少信号覆盖区域的冗余,实现防冲突。考虑到发射功率调节至最大时,读写器仍可能无法获取目标信干比,引入了退避机制,使读写器主动降低发射功率,其退避时间映射于目标信干比迭代比例。实验结果表明,读写器能够根据功率控制算法,动态调节发射功率并快速收敛,提高了系统的实时性和可靠性。退避算法的设计提高了读写器信道争用的公平性,而且大大降低读写器功耗,这对移动/手持读写器尤为重要。该防冲突算法有效地最小化信号覆盖区域的冗余,实现防多读写器冲突,同时能够保证读写器的目标识别距离,提高了标签识别率。     

物联网及其应用剖析

物联网被称为是继计算机和互联网之后的第三次信息技术革命,物联网应用无处不在。提出了物联网的技术层次结构和关键技术,描绘了物联网的应用愿景,认为形成行业标准是我国发展物联网的重要举措。     

一种ZigBee-以太网网关的设计

基于物联网中应用广泛的ZigBee技术,设计的ZigBee-以太网网关为物联网和互联网之间的数据传输搭建了桥梁。阐述了网关软硬件设计和测试过程,测试结果表明,设计的网关具有较强的技术优势和广阔的市场前景。     

滑坡监测的无线传感器网络定位系统设计

为解决目前滑坡监测系统普遍存在的工程造价高、自动化程度低、施工不便等问题,研究设计了一种无线远程滑坡监测系统。该系统使用ZigBee无线电定位技术取代各种滑坡传感器来获取滑坡地表位移信息,通过通用无线分组服务(GPRS)进行数据远程传输,可实现滑坡状况的远程自动监测。在改进现有接收信号场强指示(RSSI)定位算法基础上,进行了系统架构和软硬件的研究设计,并利用OPNET及Matlab对系统方案进行了模拟实验,在10m×15m测试区域内,该系统平均定位误差为1.39m,误差波动小于0.5m。研究与实验结果表明：所研发的系统在监测现场无需任何一次检测仪表,显著降低了滑坡监测系统成本,具有工程造价低、施工难度小和自动化程度高的特点。     

基于物联网技术的太湖蓝藻水华预警平台

针对以往藻类水华预测系统在数据源方面存在的不足,采用物联网技术,实现基于三层网络传输结构的监测体系,保证了数据的时间连续性;并对遥感水质参数定量反演方法、中程无线传感网络技术和藻类水华预测预警模型方面进行了改进。在此基础上,开发了太湖蓝藻预测预警平台,运行结果表明蓝藻水华未来3天的平均预测精度达到了80%以上。     

梅山铁矿智能生产管控物联网应用系统研究与实现

矿山企业属于资源型企业,面临着较大的竞争压力,需要引入物联网关键技术提升企业的生产效率,降低能耗。在总结南京梅山矿业生产综合管控建设项目的基础上,构建面向金属矿山的智能生产管控物联网应用架构,并围绕金属矿山生产过程中的生产作业现场、设备状态、人员情况、环境情况,设计基于物联网的生产管控应用系统,对其中关键技术（数据采集与信息感知技术,网络通信与数据传输技术数据集成与分析、协同技术）、应用系统（综合管控平台,智能辅助配矿系统,多车道无人发货系统）作了相应论述,为金属矿山实现数字化、自动化、智能化建设提供建设样例。