一种低功耗自适应集簇分层协议的优化算法

针对低功耗自适应集簇分层(LEACH,low energy adaptive clustering hierarchy)协议在簇头(CH,cluster head)选择和能量消耗方面的缺陷,提出了改进的LEACH协议,记为LEACH-Ⅰ(LEACH-improved)协议.LEACH-Ⅰ协议利用节点离基站的位置和剩余能量选择簇头,使得CH均匀分布.同时,减轻CH负担,从簇内选择剩余能量最大的节点作为数据融合节点,分担原本由CH完成的数据融合任务,平衡了节点间的能量消耗问题.实验结果表明,提出的LEACH-Ⅰ协议有效地延长网络生存时间,比LEACH、DDEEC的网络生存时间分别提高了60％、43％.     

基于无源控制的无速度传感器异步电机调速控制

建立其交流异步电机的欧拉—拉格朗日数学模型,再以无源控制理论实现电机调速控制。为了转速反馈的准确性,加入了转速估算环节。充分利用被控系统已有的结构,直接比较给定的电磁转矩和估算的电磁转矩,运用PI闭环控制构造出转速信号。在Simulink中搭建仿真模型进行实验,仿真结果表明：此控制方法对交流异步电机速度控制具有较好的静/动态性能和抗干扰性。     

SEBCDS:无线传感网络的连通支配集算法

由于无线传感网络(WSN,sireless sensor network)节点受到能量和传输距离的约束,有效地构建连通支配集(CDS,connected dominating set)是提高WSN数据传输效率的重要技术手段.然而,现存的多数构建CDS算法只强调CDS规模,没有考虑网络的能量均衡.为此,提出了基于休眠机制和能量均衡的连通支配集(SEBCDS,sleep-and energy-balance-based connected dominating set)算法.SEBCDS算法首先选择剩余能量高和邻居节点多的节点作为支配节点,并为支配节点选择副支配节点,然后采用休眠机制,让一部分支配节点工作,另一部分支配节点休眠,降低网络能量消耗.仿真结果表明,提出的SEB-CDS算法能够降低能量消耗、延长CDS的生命周期.与TCDS算法相比,能量消耗降低了23％,CDS的生命周期提高了约31%.     

一种基于数据热点的MongoDB负载均衡策略

MongoDB作为一种新兴的NoSQL数据库,以其模式自由、文档式存储、故障自动恢复、良好的水平扩展、自动负载均衡等特点深受国内外市场的青睐.MongoDB自带的负载均衡策略能使各个节点数据量达到平衡.但是在实际的生产环境中,节点之间数据访问热度不同也会导致负载失衡,特别是出现节点过热的情况.针对这一问题,引入Markov随机过程,提出一种基于Markov预测模型的负载均衡策略,根据Markov模型的稳态概率向量预测各个分片的负载并进行数据迁移.通过实验,验证了当各个分片间出现节点过热时,所提出的负载均衡策略能够很好地使分片间的负载达到基于访问热点的均衡.     

一种信任和能量意识的WSN补救路由算法

在ARRIVE 算法的基础上, 提出一种信任和能量意识的补救路由算法(TeaRR). 在选择下一跳节点时, TeaRR 综合考虑候选节点的信任值和剩余能量, 选择信任值和剩余能量最优的节点转发数据. 为了防御链路不稳定和On-Off 攻击造成的丢包问题, TeaRR 采用发送节点主动推荐和邻居节点被动参与相结合的补救策略, 快速恢复对 可能丢失包的转发. 实验结果表明, TeaRR 更加适用于延时敏感的应用, 可在接收率与能耗间平衡.

     

分布式文件系统元数据服务的负载均衡框架

请求负载均衡,是分布式文件系统元数据管理需要面对的核心问题.以最大化元数据服务器集群吞吐量为目标,在已有元数据管理层之上设计实现了一种分布式缓存框架,专门管理热点元数据,均衡不断变化的负载.与已有的元数据负载均衡架构相比,这种两层的负载均衡架构灵活度更高,对负载的感知能力更强,并且避免了热点元数据重新分布、迁移引起的元数据命名空间结构被破坏的情况.经观察分析,元数据尺寸小、数量大,预取错误元数据带来的代价远远小于预取错误数据带来的代价.针对元数据的以上鲜明特点,提出一种元数据预取策略和基于预取机制的元数据缓存替换算法,加强了上述分布式缓存层的性能,这种两层的元数据负载均衡框架同时考虑了缓存一致性的问题.最后,在一个真实的分布式文件系统中验证了框架及方法的有效性.     

基于分布式发电的多类型储能系统的设计与应用

针对基于分布式发电的多类型储能系统,构建一套涵盖远程监控、能量管理及协调控制功能的多类型储能应用系统,通过系统拓扑设计及软硬件方案设计,满足多类型储能系统在分布式发电应用中安全、可靠、高效、经济运行的需要,优化系统内各种设备的运行与应用。     

适用于阳台农业的智能植物联网看护系统

本设计主要针对阳台农业的特殊性和当前居家种植植物在无人照料时可能存在的由光照、湿度不足等问题造成的植株生长问题提出解决方案。使用土壤温湿度传感器采集土壤墒情以实现自动补水及补光、遮阳处理。摄像头结合路由器通过WLAN链接网络实现对植物的远程看护。经过对太阳能的采集和储存,将本系统与市电隔离,保证用电安全的同时节能环保。测试结果显示,该系统可以根据土壤温湿度进行自动精确补水补光,植物影像可以从摄像头经WLAN传回计算机。可跟踪太阳能电池最大功率点以保证高效的能源采集存储且可以在连续阴雨天气保证电量供应。     

基于Floyd的无线传感器网络簇内能量优化

无线传感器网络中的能量空洞是无法避免的,能量空洞问题会加速整个网络生命的死亡。针对簇型网络中容易出现能量空洞问题,提出一种新的基于能量效率的簇中路由算法(a Route Algorithm based Energy Optimization in Cluster,RAEOC)。网络被划分成多个等区域的簇类,RAEOC将Floyd算法应用到簇内节点路由机制中,使节点传输数据到汇聚节点的使用能量最优化,并且平衡整个网络的能量消耗。仿真结果表明,RAEOC算法比传统的分簇算法如LEACH和PEGASIS可分别节省68%和54%的能量。     

一种改进的HEMS家电最优调度方法

在现有的家庭能量管理系统(Home Energy Management System,简称HEMS)的基础上增加分布式储能模块组成新的HEMS,并在此基础上提出了一种改进的基于0-1线性整数规划方法的家电最优调度模型。通过此调度模型,用户可以根据各自需求分别实现用电费用最省、用电费用最省同时兼顾满意度,或者二氧化碳排放最小的目标。该调度模型无论是在目标函数还是在约束条件上都采用线性化表示的方法,在使用极短的调度时间的同时能够保证调度结果是最优结果。最后通过仿真实验验证了提出方法的有效性以及验证了所提方法能够很好的应对电力公司的削峰填谷要求,具有重要的实际应用价值。实验结果表明,所提方法能够比以往相关研究取得更好地节约费用、减少二氧化碳排放的效果。