基于能量优化的LEACH路由协议改进

针对LEACH路由算法中簇头选举随机性和簇头与基站直接通信导致能量消耗过快且不平衡的特点,提出新的改进算法,以达到降低能耗目的。在改进算法中,簇头剩余能量高于网络平均能量。根据簇头节点与基站的相对位置划分不同区域,簇头节点发送数据采用多跳方式,避免簇头节点能量消耗过快,达到平衡网络能量消耗的目的。仿真表明,通过改进簇头选举条件和采用多跳路由的方式,即使在数据通信量增加的情况下,依然能够延长网络通信时间。     

Event-driven,pattern-based methodology for cost-effective development of standardized personal health devices

Experiences applying standards in personal health devices (PHDs) show an inherent trade-off between interoperability and costs (in terms of processing load and development time). Therefore, reducing hardware and software costs as well as time-to-market is crucial for standards adoption. The ISO/IEEE11073 PHD family of standards (also referred to as X73PHD) provides interoperable communication between PHDs and aggregators. Nevertheless, the responsibility of achieving inexpensive implementations of X73PHD in limited resource microcontrollers falls directly on the developer. Hence, the authors previously presented a methodology based on patterns to implement X73-compliant PHDs into devices with low-voltage low-power constraints. That version was based on multitasking, which required additional features and resources. This paper therefore presents an event-driven evolution of the patterns-based methodology for cost-effective development of standardized PHDs. The results of comparing between the two versions showed that the mean values of decrease in memory consumption and cycles of latency are 11.59% and 45.95%, respectively. In addition, several enhancements in terms of cost-effectiveness and development time can be derived from the new version of the methodology. Therefore, the new approach could help in producing cost-effective X73-compliant PHDs, which in turn could foster the adoption of standards.     

面向车载网的基于AODV优化路由协议的研究

车载网VANETs(Vehicular ad hoc networks)属于新型的通信模型,其可实现车间通信和车与基础设施通信。由于VANETs节点密度动态变化,节点的快速移动、移动模型的局限性等特点,为VANETs的数据传输提出挑战。鉴于此,提出优化的按需距离矢量AODV(Ad Hoc On demand Distance Vector)方案IAODV(Improved AODV)。在城市环境中,AODV在端到端传输时延、数据包丢失率方向性能较差。为此,IAODV采用限定源节点的路由跳数,降低AODV的端到端传输时延,同时为源节点提供备份路由,从而改善数据包丢失率。仿真结果表明,与AODV协议相比,IAODV在端到端传输时延、数据包丢失率得到有效提升。     

基于多决策树的RFID入侵检测模型

为了能够有效对RFID系统的已知攻击和未知攻击进行检测和预警,在分析大量RFID安全协议的基础上,提出了利用构建多决策树的方法对RFID系统的入侵行为进行检测。通过分析,得到所构造出的多决策树能够发现针对RFID系统的攻击之间的关系,并且具有可扩展性和高效性,使之能够适用于各种实际的RFID系统的应用。     

云数据库中基于极大熵差分进化的负载评估算法

由于分布式关系型数据库基于两阶段提交协议的设计方式,使得系统如出现单节点瓶颈问题,数据库事务将全部回滚,从而造成巨大的系统开销,影响数据库在大数据环境下的应用。针对这一现状,提出一种基于极大熵差分进化的负载评估算法,利用评价函数法,将多目标优化问题转化为不可微的单目标优化问题,再利用极大熵函数,将不可微优化问题转化为一个带有参数的无约束优化问题,最后用差分进化算法对其进行求解,找出节点资源最优集,从而为过载节点的数据迁移提供了理论依据,也进一步实现了对云数据库的设计。实验结果表明,该算法能够提高系统的整体性能,有效避免单节点瓶颈问题。     

基于BACnet/IP的设备与实时数据库通信实现

针对不同厂商、不同系统的楼宇自控设备互操作、互通信的局限性,分析了BACnet/IP技术和实时数据库,设计开发了一种基于BACnet/IP技术的实时数据库DasRdb的设备驱动程序。该设备驱动程序采用UDP通信方式,通过调用每个BACnet/IP设备的标准接口函数来驱动实时数据库DasRdb分别进行写操作和读操作,能够有效地实现BACnet/IP设备与实时数据库DasRdb之间的通信,从而使楼控设备的互操作成为可能。现场工程应用表明,该程序的运行契合BACnet的一致性要求,具有简单、高效、精确度高、实时性好的特点。     

列车用CAN协议一致性测试平台的设计与实现

列车用CAN总线协议一致性测试是保证不同设备制造厂家生产的CAN通信设备之间实现互联、互通和互操作的前提。在对协议一致性测试原理和CAN总线协议特点进行简要分析的基础上,提出了针对CAN总线协议一致性测试的协同测试方法和相应的一致性测试内容,设计并构建了相应的一致性测试硬件平台,并对测试软件平台中可执行测试实例产生、测试执行、测试评估以及测试管理等诸多环节所涉及的基本功能软件进行了设计和实现,完成了CAN协议一致性测试的基本功能。实际运行和测试结果表明：所设计的测试平台达到了预期结果,为下一步列车用CAN总线协议的一致性测试打下了基础。     

流程加工CAN测控网络的应用层协议研究

为提高CAN测控网络的适应性和通信效率,以CAN2.0A技术规范为基础,针对流程加工测控网络的特点,设计面向流程加工领域的CAN总线应用层协议ProCAN。在明确流程加工概念及范围的基础上,分析流程加工测控系统结构模型的特征,提出通信报文的类型,定义标准数据帧仲裁域与数据域的编码格式,并讨论ProCAN协议的通信模式、通信状态、通信异常及长报文误帧重传控制。利用OPNET网络仿真软件进行实验,结果表明,ProCAN协议能实现报文通信,并且具有延时短、实时性强、可靠性高的特点,尤其当网络负载较大时,效果更为明显。     

HiSLIP协议的研究与应用

为解决无LAN口仪器仪表网络接入问题,仪器的网络代理应运而生。当前网络代理的仪器控制机制主要基于TCP/UDP协议,仪器控制及网络传输数据效率较低,为此,IVI联盟制定了标准的仪器控制协议HiSLIP。通过对该协议的功能和交互过程的详细分析,根据协议规范实现协议的运行代码,并基于此协议设计出仪器网络代理,可以实现对支持VXI仪器的便捷网络接入和高效控制,降低通信时延和网络带宽对仪器测量的影响,满足网络化测控系统中对仪器实时性的要求。     

基于无线传感器网络的土壤墒情监测系统

目前农田监测智能化水平低,管理实时性差,远距离信息传输能力弱、可扩展性不强,且市场上普遍的土壤墒情机一般基于有线连接方式,对于农田监测有一定的局限性,价格昂贵,不适合一般农田的智能化管理。设计了一种土壤监测无线传感网络节点及其远程传输装置,该系统通过PICl8F4520单片机将ARN-100土壤水分传感器、ARN—Tw土壤温度传感器及H311-AS002-T土壤酸碱度传感器采集到的土壤参数处理后,通过ZigBee近距离无线通讯网络以及3G远程无线网络,将数据实时传输给监测终端。测试结果验证了该系统的合理性与实用性,符合现代农业发展方向。