云视频监控系统的能耗优化研究

随着基于云计算的视频监控系统(以下简称云视频监控系统)的兴起,其无限扩展的终端设施、众多的物理服务器、频繁的网络传输等所带来的能耗问题不容忽视.分析了云视频监控系统的体系结构、能耗的产生及其优化机理,并将云视频监控系统的能耗研究分为监控节点、物理节点和存储节点这3个层次;然后,结合国内外应用于传感器网络和云计算数据中心的相关能耗优化理论与方法,分别对3个层面上的云视频监控系统的能耗优化方法进行综述,并进行了深入的分析和比较;最后,针对当前的研究空缺和问题,提出今后可能的研究方向和重点,并进行了总结.     

基于图刚性的无线传感器网络定位新算法

针对分布式 MDS-MAP 算法的不足,提出了一种基于图刚性理论的无线传感器定位新算法 MDS-MAP (GR)。算法利用图的刚性理论,确定网络中的所有刚性子区域,然后利用合并定理将刚性子区域进行扩展,最后对合并得到的刚性区域利用 MDS-MAP 算法和锚节点实现网络中节点的大规模定位。算法尽可能对刚性区域进行合并,节省了执行 MDS-MAP 算法的次数,提高了执行效率。通过在不同拓扑结构的无线传感器网络中进行了仿真实验,说明了提出的算法能有效定位不同半径下网络中90%以上的节点,另外,新方法比现有方法在定位成功率上提高了4%～5%,并且定位精度提高了2%～3．5%左右。算法适用于大规模无线传感器网络中的快速定位。     

一种基于目标圆的有向强栅栏构建算法

K-栅栏覆盖是有向传感器网络覆盖控制的研究热点之一。提出一种基于目标圆的分布式有向强栅栏构建方法（DBCTC）。首次构建了节点目标圆和能耗比2个模型。以节点感知区域内横坐标最大的点为圆心,以感知半径为半径的圆就是目标圆。节点的运动能耗和栅栏增益的比值就是能耗比。前一个节点根据目标圆模型选择后一个节点的最佳目标位置。从附近移动节点中选择能耗比最少的移动节点构建有向强栅栏。仿真结果证明,该栅栏构建方法比其他算法降低60%左右的能耗。     

基于模糊控制的低能耗分簇协议

能耗是影响无线传感器网络生命周期的关键,具有低能耗的无线传感器网络是业界所期望的。现有的几个网络分簇协议能在一定程度上解决和改善网络能耗问题。如LEACH协议能在一定程度上延长网络生命周期,但网络环境的可变性以及实际环境中有诸多不可估计的因素,LEACH协议就没考虑当前节点剩余能量和节点分布情况等问题。提出的基于模糊控制的低能耗分簇协议LECP-FC能较好地解决环境可变等不可估计的问题,在簇头选取的过程中着重考虑了能量、节点度、节点中心度、距离、侦听密度等因子。经过网络结构配置和仿真,其结果表明网络工作效率得到很大程度上的提高。     

多样性攻击下的WSN位置隐私保护方案

研究无线传感器网络节点隐私保护问题,节点位置隐私是无线传感器网络领域中所研究的一个基本问题。传统的位置隐私保护算法存在抵御攻击类型单一、保护目标单一以及无法应对复杂多样性攻击等问题。为了解决上述问题,在传统的位置隐私保护算法基础上提出了针对多样性攻击的位置隐私保护方案。通过增加冗余抵御数据包流量分析,破坏数据包之间的相关性抵御数据包追踪,利用数据包分组、概率丢弃冗余包等方式降低网络资源消耗,达到抵御攻击类型、保护目标多样和应对多样性攻击的目的。理论分析和仿真结果表明,上述方案能够保证事件检测率和降低网络时延,同时实现多样性攻击下的位置隐私保护。     

基于NT技术中链路时延推测算法的分析研究

在研究了当前时延推测算法的基础上,将高斯混合模型推广到有限混合模型,使得算法可以同时推测多条链路的时延分布,利用重要性抽样技术增大研究事件出现的概率,再进行抽样并对样本空间进行调整,保证了指标的无偏性和有效性,同时降低了计算的复杂度,因此此方法具有广泛的适用性。最后在NS2平台上仿真验证,说明该算法是可行的。     

无线传感器网络解决能量空洞问题综述

基于无线传感器网络的特点,部分节点因为过早耗尽自身能量而导致网络原有覆盖区域缺失或者数据无法送达sink节点,从而形成能量空洞现象。如何避免能量空洞并能有效延长网络周期,是目前无线传感器网络的研究热点。当前解决能量空洞问题主要是以最大限度地均衡网络负载为设计目标。从5个方面,即能量控制与功率控制、数据压缩与融合策略、节点非均匀分布、动态性及增加sink节点数量和分簇算法,总结了解决此问题的方法,同时分析了各种方法的优缺点及进一步研究的方向。     

一种新的低压电力线载波网络软件路由器设计

针对窄带电力线网络节点通信状态变化剧烈和通信成功率低的问题,提出了一种新的基于节点相关度的动态网络分簇软件路由器的设计方法。该路由器根据接收信号强度、历史抄通概率和网络连通度选取簇头节点,根据节点相关度确定簇内成员;当部分网络节点以现有路径不能正常通信时采取基于邻居节点数目的概率泛洪机制重构网络,可保证数据的即时传输。分析表明这种路由器具有灵活性、实用性和有效性。     

节点在线率和资源热度相关的P2P存储系统副本复制和修复策略

在半结构化的P2P存储系统结构下,副本是提高数据可用性的有效保证.本文结合资源所在节点的在线率和资源访问的频度来衡量所需要的资源副本数量.它较好地反映了高动态P2P网络中节点的行为特征,并据此设计了冗余数据修复策略.实验表明,设计的方法虽然占用了一定的维护带宽,但是网络中资源的可用率得到了显著提高.     

ALOF——新一代三维疲劳裂纹扩展分析软件

针对当前亟需开发能分析和评估含缺陷工程结构及装备的专业商业软件的现况,基于成熟的扩展有限元法(eXtended Finite Element Method,XFEM)和自主研发的虚节点法(Virtual Node Method,VNM),推出具有完全自主知识产权的三维疲劳裂纹扩展分析软件ALOF(Analyses Laboratory of Fracture).介绍ALOF求解断裂问题的流程及其特点:可以方便地导入完整的CAD模型及多种形式的裂纹模型,可以自动生成疏密合理的二维和三维裂纹扩展分析网格;具有丰富的失效准则库;能自动分层加密裂尖区域网格;能全自动地进行裂纹扩展计算等.与同类软件相比,ALOF更简单、更精准、更高效和更专业.利用ALOF进行的3个实际工程案例表明,ALOF能准确、高效评估任意复杂缺陷体的剩余强度和疲劳寿命.