无线可充能传感器网络的锚点算法与移动设备调度研究

由于传感器的电池容量和存储容量有限,导致无法持续对传感器进行能量补充并收集传感器生成的感测数据。针对该问题,研究了周期性能量补充和数据收集问题,提出了一种用于充能和数据收集的方法,包括基于网格的算法(GBA)、基于支配集的算法(DSBA)和基于圆相交的算法(CIBA)。通过这三种方法或两两相结合的方法找到锚点集合,通过移动设备调度算法调度最小数量的移动设备来访问生成的锚点。仿真结果验证了所提方法的有效性。与联合能量数据采集(JEDA)算法、最小覆盖圆(SEC)算法相比,所提CIBA需要的移动设备数量最少,总移动距离也最短,具有良好的综合性能。     

云计算环境基于客体属性匹配的逆向混合访问控制方案

云计算提高了大数据的使用、分析和管理的效率,但也给数据贡献者带来了对云服务的数据安全及隐私信息泄露的担忧。针对这个问题,结合了基于角色的访问控制、基于属性的访问控制方法并采用了下一代访问控制的体系结构,提出了云计算环境下的基于客体属性匹配的逆向混合访问控制方法。首先,数据贡献者设置共享文件访问权限级别,逆向规定了访问客体的最低权值;然后,采用变异系数加权的方法直接计算各属性的权值,取消了以属性为中心的基于角色的访问控制中策略规则匹配的过程;最后,把数据贡献者对数据文件设定的权限值定为数据访问者被允许访问的阈值,这样既实现了数据访问控制,又保障了对隐私数据的保护。实验结果表明,随着访问次数的增多,所提方法对恶意行为、权限不足行为等的判断基准趋于稳定,检测能力越来越强,成功率趋于一个较为平稳的水平。该方法在用户访问数量较大的环境下相较传统的访问控制方法能够实现更高的决策效率,验证了所提方法的有效性和可行性。     

面向变电站机器人巡检路径规划中的算法研究

针对目前在变电站中应用广泛的巡检机器人,探讨了其巡检路径的问题,依据离散数学理论中的哈密顿回路方法和路径的常规规划算法,研究了一种变电站的巡检路径为矩形分布时的机器人巡检路径问题。针对不同巡检方式,分别提出：全局巡检方式,采用新提出的哈密顿算法,当巡视起点被设定后,其他被巡视的任何点均可被归类,从而找出其巡检路径的哈密顿回路;重点设备巡检方式,采用Dijkstra算法和遗传算法相结合的方法;固定点巡检方式,采用Dijkstra算法。其中,三种巡检方式分别针对电量充足、低电量返回及充电完毕继续巡视等方面给出仿真结果,并将其在某变电站进行了试用。研究结果表明,三种巡检方式下的算法均有效可行,新提出的哈密顿回路算法巡视的路径比常规方法相对要短,算法的运算速度相对更快。     

基于tPUF的物联网设备安全接入方案

针对现有的物联网设备安全接入方案不适用于资源受限的物联网设备的问题,提出一种基于tPUF的物联网设备安全接入方案。利用物理不可克隆函数技术（Physical Unclonable Function,PUF）,物联网设备不需要存储任何秘密信息,实现设备与认证端的双向认证以及协商会话秘钥;利用可信网络连接技术（Trusted Network Connect,TNC）,完成认证端对物联网设备的身份认证、平台身份认证、完整性认证。安全性分析表明,方案能够有效抵抗篡改、复制、物理攻击等。实验结果表明,相较于其他方案,该方案明显降低了设备的资源开销。     

基于WPEE-RF的模拟电路故障诊断

为实现高效的模拟电路故障诊断,提出了基于小波包能量熵(WPEE)和随机森林(RF)的模拟电路故障诊断方法;选择合适的测试激励信号,监测电路收集数据,对模拟电路监测数据进行5层小波包分解,计算多频带WPEE向量表征故障特征,由RF分类器实现故障诊断;仿真实验结果表明,该方法在双二次滤波电路、Sallen-key滤波电路容差故障诊断以及对数放大器综合故障诊断中体现出良好的性能,故障诊断准确率达99%以上,且该方法具有参数鲁棒性,RF模型训练时间短;较支持向量机和BP网络方法相比,表现出更好的综合性能,更能贴近工程实践应用。     

基于LoRa自组网无线传输技术实现用电信息采集系统设计

针对传统通信技术存在经济需求高、易被外界干扰、功率损耗高等问题,设计了一套非常适用的解决方案,该方案基于LoRa自组网无线传输技术,与A/D用电信息采集系统结合,组成一套很好的方案;通过LoRa扩频技术和低功耗技术来解决远距离无线通信易受到干扰和功率损耗高的问题,利用A/D用电信息采集系统解决大数据环境下传统采集方法准确率低的问题;经过仿真实验结果表明,该方案LoRa无线传输技术的远距离通信和低功耗能够实现,在大数据环境下A/D用电信息采集系统的准确率比WEB自动采集程序高达3%。     

智能电能表质量数据采集与质量监控技术研究

针对智能电能表非常容易发生开关跳闸、断电无法工作等故障问题,研究出了一种完善的解决方法;通过调研智能电能表生产企业的信息化系统和生产过程数据,发现生产企业的信息化系统在不同企业间都存在各个信息系统之间分割严重的问题,导致企业内部的数据分布在各个数据仓库内,数据分散,需要对每个生产企业采集装置的采集功能进行定制化对接,基于边缘计算技术的业务系统能够更加切合采集终端,并进行数据处理;本研究将SVG技术和Ajax技术结合使用,构成智能电能表质量监控系统方案框架;经过实验结果表明,通过SVG技术和Ajax技术对智能电力表各项数据信息处理,得到了很好的效果.     

结合相对熵和多跳转发路由的改进WSN节能策略

目前,基于低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)的改进协议大多是从簇头选举、簇的分布、路径选择等方面入手,数据之间的冗余性考虑不够。提出了一种结合相对信息熵的改进LEACH协议(LEACH-CIE),结合相对熵模型,计算节点相邻两个周期数据概率分布的相对熵值,再与阈值进行比较,以此判断数据的冗余度,通过拒绝冗余数据的传输,达到降低网络能耗的目的。在数据发送阶段,考虑通信距离、能耗比等因素,提出一种兼顾自身剩余能量的多跳转发路由(MFRCRE),优化节点转发条件,均衡网络各节点的能量消耗速率。实验结果表明,该方法可以有效地降低并均衡网络节点的能耗以延长网络生存周期。     

Determining node duty cycle using Q-learning and linear regression for WSN

Wireless sensor network(WSN)is effective for monitoring the target environment,which consists of a large number of sensor nodes of limited energy.An efficient medium access control(MAC)protocol is thus imperative to maximize the energy efficiency and performance of WSN.The most existing MAC protocols are based on the scheduling of sleep and active period of the nodes,and do not consider the relationship between the load condition and performance.In this paper a novel scheme is proposed to properly determine the duty cycle of the WSN nodes according to the load,which employs the Q-leaming technique and function approximation with linear regression.This allows low-latency energy-efficient scheduling for a wide range of traffic conditions,and effectively overcomes the limitation of Q-learning with the problem of continuous state-action space.NS3 simulation reveals that the proposed scheme significantly improves the throughput,latency,and energy efficiency compared to the existing fully active scheme and S-MAC.     

基于镜像源方法的室内声场脉冲响应仿真

针对基于室内声场脉冲响应描述声场音质特性时其精确度不高的问题,以经典镜像源方法为核心,讨论了基于变换频域和反射系数的改进算法.以矩形空间为具体实例,给定接收点和声源位置,并利用计算机仿真室内声场脉冲响应.在不同参数条件下,对各个算法进行了分析,估计了能量衰减曲线和房间混响时间.结果表明,基于变换频域和反射系数的改进算法具有更高的准确性和可靠性.