基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议

针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。

基于LEACH协议的无线传感器网络密钥管理路由方案

针对无线传感器网络中节点易受攻击从而导致密钥泄露的问题,本文提出了一种基于LEACH协议的无线传感器网络密钥管理路由方案。该方案以LEACH协议为基础,引入管理节点来负责密钥的预分发、成对密钥的建立和密钥的更新,同时结合密钥池的生成,利用哈希函数和三元多项式函数来完成密钥的加密和成对密钥的建立,保证了无线传感器网络的畅通性和安全性。仿真结果表明,该方案有效地提高了无线传感器网络的抗毁性,延长了网络的生命周期。

基于内存与文件共享机制的Spark I/O性能优化

通过对Spark采用的弹性分布式数据集及任务调度等关键技术进行分析,发现数据处理I/O时间是影响Spark计算性能的主要瓶颈。为此,研究Spark合并文件运行模式,该模式能够减少缓存文件数量,提高Spark的I/O效率,但存在内存开销较高的缺点。在此基础上,给出改进的Spark Shuffle过程,即通过设计一种使每个Mapper只生成一个缓存文件的运行模式,并且每个Mapper共享同一个内存缓冲区,从而提高I/O效率和减少内存开销。仿真结果表明,与Spark默认模式相比,该运行模式宽依赖计算过程的I/O时间缩短42.9%,可有效提高内存利用率和Spark平台运算效率。

热电联产机组热、电负荷优化分配

针对太原钢铁(集团)有限公司(太钢)自备电厂热电联产汽轮机组(简称联产机组)热力系统,建立了联产机组特性关系式和热、电负荷优化分配模型,通过对机组运行数据的优化计算,表明优化分配与常规操作相比,可节约蒸汽47.83t/h。提出了联产机组热、电负荷优化分配方法。

萤火虫算法优化神经网络的无线传感器网络数据融合

为了降低无线传感器网络中收集数据的冗余性,提高网络的生存周期,并且针对无线传感器网络数据融合算法中使用单层BP神经网络与SOFM神经网络收敛慢、易出现局部最优解的缺点,设计了一种萤火虫算法优化神经网络的无线传感器网络数据融合的策略FA-BPNN。首先,每个簇首节点接收该簇内感知节点监测到的数据,并根据相关性,提取相关的特征数据;然后,依据萤火虫算法优化BP神经网络进行数据融合;最后,通过仿真实验对其可行性进行测试。仿真结果表明,FA-BPNN算法提高了网络数据融合的效率,减少了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期。

燃煤、燃气锅炉负荷优化分配研究

针对太钢自备电厂母管制燃煤、燃气锅炉系统,建立了燃煤、燃气锅炉特性和锅炉负荷优化分配模型。对现场运行数据的优化计算表明,优化后与优化前相比,当锅炉蒸发量大于520 t/h时,可以节约燃煤0.131 t/h;当锅炉蒸发量小于520 t/h时,可以节约燃气30 838.44 m3/h。提出的燃煤、燃气锅炉负荷优化分配方法,适用于母管制锅炉系统的负荷优化分配。

“操作系统”课程实践教学的研究与实践

本文提出了以教学操作系统GeekOS为教学平台构建课程设计环境,利用BochsPC模拟器调试和编译,逐步扩充GeekOS系统的方法,让学生实际参与操作系统功能的设计,使学生能更好的理解操作系统的理论,达到更好的教学效果。

测量数据检验和重构在火电机组性能监测系统中的应用

提出了对火电机组性能实时监测系统中原始测量数据进行三重校验 ,以及基于热力设备模型的不良数据重构原则和对准稳态数据的处理方法 ,使计算精度和系统可靠性得到很大提高 ,增加了不良数据的可检验性。经在 6 0 0MW机组性能实时监测系统上应用 ,取得了良好的效果。

光照鲁棒性较强的肤色检测算法

针对人脸肤色检测效果受光照影响较大的不足,提出了一种稳定性好的肤色检测算法。首先根据人脸左右对称的特性,采用像素修正算法将人脸区域上的过亮或过暗像素点替换为正常亮度下的像素点;然后采用一种根据像素点亮度的不同动态地确定色度阈值的自适应方法进行肤色检测。实验结果表明,相比YCbCr单高斯模型肤色检测等算法,所提算法在强弱不同的光照情况下提高的正检率超过了10%,误检率降低了5%,而且稳定性明显增强。

构造嵌入式系统软件的构件模型研究

目前嵌入式系统软件开发方法不利于嵌入式系统的发展,如何将高级的构件技术应用到嵌入式系统软件开发中,以便快速灵活高效地设计系统,已成为其发展的关键。文章提出了一个基于构件的构造模型,它包括一个通用的、轻便的核心构件库,构件可在运行时动态装入,是可替换的。模型引入了构件框架概念,允许在部署时和运行时不同阶段进行重配置系统,有效缩短嵌入式系统软件开发周期。

基于ARM嵌入式系统实验平台的研制

为解决嵌入式系统教学实验平台主要以培养软件编程能力为主的缺点,提出了基于ARM的实验平台在设计时采用一些外围接口电路分离设计的技术。他不仅可以让学生进行软件编程的实验,还可以让学生进行简单硬件电路设计实验,培养他们的硬件设计能力。实验平台便于学生完整学习32位嵌入式系统开发过程,掌握当前实际应用的主流技术。

《操作系统原理》课程改革初探

《操作系统原理》是计算机科学与技术的主干课程 ,针对操作系统原理教学中存在着不利于培养现代高素质的有创造精神的软件技术人才的因素 ,文中从课程的教学结构、教学内容和教学方法 ,论述了课程改革的基本构想 ,并对课程的实验环节——课程设计的建设和实验内容的改革进行了探讨。指出重点加强基础教育、能力培养和创新活动 。

操作系统课程建设的探索

分析当前操作系统课程内容和教学方式上存在的问题,从教学内容、教学计划、教学方法和实习项目等方面,对操作系统课程教学进行了详细论述。指出以学生为中心,转变教学方式,以培养软件创新型人才为目标,加大操作系统课程实习的力度,引进有丰富实践经验的高水平的教师,是搞好操作系统课程教学改革和培养系统软件开发创新人才的关键。

嵌入式Linux的实时性能

随着 Internet和芯片技术的迅猛发展 ,嵌入式操作系统的研究成为当前热点。通过分析 L inux作为嵌入式操作系统的优点和缺点 ,从进程调度策略和中断管理技术方面详细分析了 L inux操作系统内核实时性能不足的原因 ,最后提出了两种提高 L inux实时性的解决方案 :修正 L inux内核 ,在 L inux内核的限定范围内尽可能扩充实时性 ;在 L inux内核之外 ,另备实时处理模块 。

基于路径收集的Ad-hoc网络路由协议的研究

针对Ad-hoc网络中由于节点移动导致的链路断裂和RREQ(Route Request)分组泛洪的问题,提出了基于路径收集的路由协议。采用路径收集机制和链路不相交的多路径算法,提高节点获取路由的能力,增加节点的平均有效路由数量,提高RREQ分组被应答的可能性,从而限制RREQ的广播范围和转发次数;依据路径维持时间的概率密度呈指数分布的特点,设计优先使用最新路径、兼顾路径长度的路由选择策略,以在概率上延长通信路径的维持时间。NS2的仿真结果表明,与AODV、AOMDV以及AODV_PA协议相比,提出的协议提高了分组投递率,并显著地减少了路由开销和通信时延。

带分流反馈的AOMDV路由协议的改进

针对AOMDV协议最短路径的路由选择策略没有考虑网络负载情况而容易造成局部堵塞,以及缺乏对备用路径的有效维护,导致使用无效的备用路径增加丢包率、降低路由效率的问题,提出了带分流反馈的AOM-DV协议。提出的协议综合考虑跳数、路径使用频率、路径状态等因素设计分流规则,使数据分组在多条路径中并行传输来均衡负载;利用网络局部信号强度动态设置接收信号强度阈值,通过对比报文接收信号强度和动态阈值来标志危险路径,并将危险路径逐级反馈至上游节点,从而同时维护了多条路径。NS2的仿真结果表明,提出的协议和AOMDV相比,提高了分组投递率,降低了时延和路由开销。

一个实用教学操作系统的设计与实现

通过分析目前用于教学操作系统的特点,根据操作系统课程的主要内容和较难理解的知识点,提出实用教学操作系统设计的基本原则,并设计了一个简单、易理解、可实现的教学操作系统。这个教学操作系统实现的功能包括内核程序的装入、物理内存管理、中断处理、线程调度、线程同步和用户程序的执行。该系统能够在基于X86的PC机上直接运行,可以很好地帮助学生理解抽象的操作系统原理。

无线传感器网络软件动态加载技术

以Arena操作系统的设计技术为基础,构建了一个适合无线传感器网络软件动态加载的总体设计方案,详细给出了动态对象加载器的接口设计技术。该设计减小了系统运行时的内核镜像,实现了系统在运行状态下动态加载和卸载软件模块的功能,同时保证系统长时间可靠运转并具备高可配置能力,从而有利于系统软件的升级和后期维护。模块动态加载实验验证了该设计方案的可行性。

网络传感器操作系统设计

针对网络传感器节点有限硬件资源约束的特性,分析了现有操作系统设计的不足,以Arena操作系统为基础,设计了一种新的操作系统软件架构。这个架构允许操作系统功能模块和应用程序模块在系统运行时动态加载和替换,保障系统代码的安全升级,实现低能耗、高可信的操作系统功能,并支持网络传感器系统的可重构和自适应能力。

一种基于WEB的车辆调度管理系统

:传统的数据库应用系统开发通常采用的两层结构 Client/ Server模型 ,存在程序开发量大 ,系统难于维护 ,安全性差和成本高的缺点 ,而现代的多层结构 Browser/ Server模型 ,具有系统易于维护 ,安全性好 ,系统易于伸缩和成本低等优点。本文所提出的车辆调度管理系统 ,就是基于 Browser/ Server模型的结构来实现的 ,在实际应用中 ,充分体现 Browser/ Server模型系统的优越性能。