Tracking Performance Bound with Finite Control Energy and Erasure Channel Energy Constraint

This paper studies the tracking performance of the single‐input single‐output (SISO), finite dimensional, linear and time‐invariant (LTI) system under the channel input energy constraint over the Erasure channel. A new performance index is proposed which is minimized over all two‐degree‐of‐freedom stabilizing controllers. The explicit expressions of the lower bound of the performance index and the minimum of the signal‐to‐noise ratio are obtained. The results show that the performance bound is correlated to unstable poles, non‐minimum phase zeros and the packet loss probability. Finally, examples are given to validate the conclusions derived.     

微型之字形压电式能量收集器输出电压的建模和仿真

为了有效解决无线传感器网络节点的供电难题,提出之字形结构的微型压电式能量收集器。相比于传统的直悬臂梁,此结构等效加大了压电梁的长度,降低了系统的固有振动频率。建立了之字形压电梁的本构方程和受迫振动方程,推导得到其输出电压的频域表达式。基于之字形压电梁的结构,利用ANSYS软件对其进行了谐响应分析。仿真结果表明,压电梁的输出电压在各阶固有振动频率处存在极值,符合理论分析的结果;输出电压大小随压电梁长度增加而降低,随压电梁宽度增加而升高,但均为非线性关系;压电梁末端质量块的长度和厚度、基体层厚度减小时,会导致输出电压的增大。在论文中所提出的结构尺寸下,10根直梁构成的之字形结构压电梁,在其一阶固有振动频率处,输出电压可达10 V以上,符合无线传感器网络节点的实际供电需求,证明了之字形压电梁结构的有效性。     

基于停车诱导系统的能量均衡可靠路由协议的设计

无线传感器网络中节点的能量是有限的,如何设计一个能有效节能的路由协议是其研究的热点之一.针对实际的停车位诱导系统提出了一种能量均衡的可靠路由协议.该协议在网络的初始阶段先建立全局网络拓扑,然后根据能量代价函数选择下一跳转发的节点,节点上方有障碍物的时候更新节点的可靠度信息.由于综合考虑了节点的剩余能量、跳数、邻居节点的距离以及可靠度等因素,使得网络节点能量的消耗得以均衡,达到延长网络生命周期的目的.在仿真平台对能量均衡的可靠路由协议进行了仿真分析,并且和最短路径路由进行了对比,从网络生命周期、网络能量均值以及网络能量方差三个方面分别分析,验证了本协议的优越性.最后将协议应用到实际的停车位诱导系统中,取得了较显著的效果.     

一种基于有限信道的能量高效节点调度机制

在低负载、低功耗无线传感器网络中,节点状态切换的能量消耗因为用于数据传输的能量较小而变得不可忽略。针对此问题,提出了结合多信道技术与时分多路访问( TDMA)技术的节点调度算法。该算法设计了基于接收端的连续时隙分配策略以减少节点状态切换次数,并且在可用无线信道有限的约束条件下,提出了信道分配与时隙调整机制,实现了时隙重用并最小化有限信道约束对优化节点状态切换次数的影响。仿真实验结果表明,当可用无线信道数为3~5时,算法能够有效地改善节点能量效率。当可用无线信道数大于3之后,算法能够获得优化的数据汇聚时间。     

基于博弈理论的农田能量异构网络节点协同资源利用

针对无线传感器网络中耗能不均问题,以及可再生能源节点在农田无线传感器网络中应用的具体情况,将博弈理论引入无线传感器网络能耗问题研究中,建立了基于博弈理论的节点成簇方法,实现提高可再生能源利用率、均衡非可再生能源节点能耗的目标。方法首先建立簇收益与簇内节点收益评估模型,进行簇收益计算、簇内的两类能量异构节点个体收益的计算。在计算簇收益和节点收益的基础上进行节点成簇博弈,使得成簇方案向收益更高的策略空间进行跳转,最终达到博弈中的均衡状态。仿真实验表明,通过博弈进行无线传感器网络成簇,能够充分利用可再生能源节点能量,降低和均衡非可再生能源节点能耗,最终达到延长网络寿命的目标。     

基于三角模算子的RPL协议路由优化算法

针对当前低功耗有损网络拓扑构建及路径选择的参考度量单一,能量均衡性差的问题,提出了一种基于三角模算子的RPL协议路由优化算法。本文阐述了低功耗有损网络路由协议的网络拓扑构建机理和路由过程,基于三角模融合算法,重新定义了网络节点的能量指标和逻辑距离隶属度并进行了融合,更为合理地进行父节点选定,实现数据采集传输业务可靠性和有效性的进一步提升,最后通过实验仿真验证了改进后的路由协议性能。     

熵能量堆煤图像的定位与识别

目的 针对煤矿皮带堆煤传感器受复杂环境干扰导致检测效率较低的问题,提出一种新的基于熵能量(EE)的堆煤图像定位与识别方法。方法 该方法首先在堆煤图像初始化区域内设定采样单元,统计采样单元前景和背景区域的信息熵,计算信息熵分布的极大值所对应的的灰度阶并统计其出现的概率;然后计算采样单元的熵能量和能量频率,归一化频率系数,并利用能量频率的二阶偏导确定堆煤边缘区域,将采样单元移动至堆煤边缘处;最后,根据采样单元的坐标位置计算堆煤高度和半径,进行实时预警。结果 在煤矿井下皮带堆煤视频上进行算法测试,该算法的单帧图像平均处理速度为0.35 s/帧,堆煤事故预警时间间隔最大为0.35 s,平均识别准确率为97.1%,测试结果表明,该方法对堆煤模糊边缘、环境噪音具有抗干扰特点,可以有效克服强噪音、模糊边缘等因素对堆煤识别的影响。结论 该方法对复杂环境中堆煤定位与识别具有很好的实时性和准确性,对提高煤矿安全生产效率具有重要意义。     

谐波分析光谱角制图高光谱影像分类

目的 针对光谱角制图(SAM)分类算法对高光谱像元光谱曲线的局部特征和其辐射强度不敏感,而且易受噪声和维数灾难影响,致使分类效率低和精度较差等缺陷,将谐波分析(HA)技术引入到SAM高光谱影像分类中,提出一种基于谐波分析的光谱角制图(HA-SAM)高光谱影像分类算法.方法 利用HA技术将高光谱影像从光谱维变换到能量谱特征维空间,并提取低次谐波分量及特征系数(谐波余项、相位和振幅),用特征系数组成的向量代替光谱向量,对高光谱影像进行SAM分类.结果 将SAM和HA-SAM同时应用于EO-1卫星的Hyperion高光谱影像分类,通过对比和分析,验证了HA-SAM的优越性,再选择AVIRIS(airborne visible infrared imaging spectrometer)高光谱影像对HA-SAM进行验证,结果表明该算法具有较强的普适性.结论 HA-SAM提高了传统SAM高光谱影像分类的效率和精度,而且适用性较强具有良好的应用前景.     

关于雾霾污染的现状及治理方案的探讨＊

雾霾是雾与霾的混合物,雾霾湿度相对较大时,雾所占的成分居多;而在相对湿度为80%～90%时,霾所占的比例较大。在雾霾天气下,人们在室外的能见度特别低,给行车出行带来很大的不便,同时,还会给人们的健康带来严重的威胁。主要对雾霾污染的现状进行了分析,并重点提出治理雾霾污染的有效方案。     

浅谈窃电、防治窃电措施和检查步骤

随着我国经济的快速发展,人们对电力资源的需求量越来越大。一些用户在利益的驱使下,为了减少电费开支,常采用一些不法手段窃电,这极大地降低了电力企业的经济效益,对电力企业的发展造成了很大的影响。通过分析常见的窃电手法,提出了一些防治窃电的措施。