基于WSNs的部分覆盖应用的节点唤醒机制

无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)已广泛应用于各类领域。然而,由于能量有限,提高传感节点能效是一项挑战工作。休眠调度策略是保存能量、延长网络寿命的有效策略。此外,多数WSNs应用并不要求100%的覆盖。为此,提出面向部分覆盖应用的节点唤醒机制,且标记为PCLA。PCLA机制引用学习自动机去合理地唤醒节点,而其他节点休眠,进而延长网络寿命。首先,唤醒部分节点构成主干网,然后,再利用这些节点的邻居去满足网络覆盖要求。实验数据表明,与同类机制相比,提出的PCLA机制能够有效地满足部分覆盖要求,并且在活动节点数和网络寿命方面也具有较好的性能。

基于椭圆DV-Hop测距的三维USN定位算法

针对水下传感网(underwater sensor networks,USN)的节点定位问题,提出基于椭圆DV-Hop测距的三维水下传感网定位算法(elliptical ranging-based DV-Hop localization algorithm,ERDHL)。利用参考节点至未知节点路径的椭圆特性,结合椭圆离心率,测量参考节点离未知节点的距离;未知节点结合欧几里德几何学估计自己的三维位置。通过实验仿真评估ERDHL定位算法性能,实验结果表明,与LSL算法相比,ERDHL算法的平均定位误差下降了约15%,定位覆盖率提高了约21%。

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SEBCDS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%。

高校计算机基础教学现状与对策研究

高校计算机基础教学的目标是培养非计算机专业学生掌握一定的计算机基础知识、技术和方法。通过对重点高校和地方普通高校教学现状的调查研究,重点分析了教学环节中存在的问题及其成因,最后提出了针对该课程进行改革的四点建议。

面向UWB导航精度与时延间关系的研究与仿真

超宽带UWB(Ultra-wide bandwidth)协作式导航系统中节点通过共享信息估计节点位置,这种共享模式提高了定位的精度,但延长了媒体介质访问MAC(Medium access control)时延.在设计UWB导航系统必须考虑定位精度和MAC时延间的关系.为此,对协作式场景下的定位精度和MAC时延的关系进行分析与研究,并且基于定位精度、MAC时延的下限界值LBs(Lower bounds)量化了定位精度与MAC时延的关系,同时,分别推导出定位精度和MAC时延的LBs表达式.最后,对协作式COOP(cooperative)、协作式的选择模式COOS(cooperative-selective)两个不同场景进行仿真,仿真结果表明,通过传统的方式,如增加锚节点ANs(Anchors)数量、增加发射功率,可以提高定位精度,但是会引起大的MAC时延,同时,数据表明当锚节点数较少时,协作模式能够降低MAC时延.

基于安全性的无线传感器网络时钟同步算法

对当前3种经典的无线传感器网络时钟同步算法进行了概述,并针对同步精度最高,效果最好的FTSP算法进行了安全性分析。针对分析的两大安全缺陷,即传统FTSP容易遭受线性回归攻击和发送时间标攻击,做出了相应的安全策略改进,即增加了约束条件和相应的时间异常检测机制。通过仿真实验证明改进算法可以解决安全性问题。

一种基于二次剩余的改进的RFID认证协议

针对现有基于二次剩余的无线射频识别(RFID)认证协议在安全和成本方面的漏洞与不足,设计了一种基于二次剩余的改进的RFID双向认证协议。改进的协议在基础二次剩余算法框架下,混入随机数加密,使消息在数据库认证识别时更为高效快速;引入超轻量级位替换运算和异或运算加密通信信息,降低系统计算成本;加入数据库端随机数查重校验机制,避免协议遭受去同步化和拒绝服务等攻击行为;最后,给出协议的GNY逻辑证明,表明改进协议的可行性。通过分析协议安全性和性能,表明改进协议具有较高安全性和较低成本。

非下采样Contourlet变换耦合区域特性的多聚焦图像融合算法

为提高图像融合质量,较好地保留原始图像的光谱特性,避免融合图像光谱退化,提出非下采样Contourlet变换耦合区域特性多聚焦图像融合算法。采用非下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)对图像进行多尺度精细分解,获取图像多层次分解子带;利用分割块区域能量函数,构造区域能量度量模型,获取区域能量相似系数,判定低频子带对应的加权系数,完成图像低频子带的融合。根据分割高频子带时形成的行列特征,形成区域锐度模型,获取高频子带分割块中的区域锐度值,利用该锐度值建立分割块判定函数,完成高频子带的融合。最后,采用非下采样Contourlet变换的逆变换得到融合图像。结果表明,与已有图像融合算法相比,本文图像融合算法融合质量更好。

基于半定规划的恶劣环境下定位修正算法

无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的定位精度严重受到环境的影响,尤其是高噪声电平和非视距连接的恶劣环境,定位精度急剧下降。为此,提出基于半定规划的恶劣环境下定位修正算法,记为ESDP_O算法。该修正算法以半定规划ESDP(Edge-Semi-Definite Programming)算法为基础,旨在提高定位精度,并降低算法复杂性,进而减少定位时间。ESDP_O算法通过引用抖动矩阵,对ESDP算法进行修改,提高了算法在恶劣环境的健壮性。同时,ESDP_O算法通过寻找低秩解,减少高噪声和非视距偏差。仿真结果表明,在高噪声和非视距NLOS(Non Line of Sight)的恶劣环境下,ESDP_O算法的定位精度优于基于同类算法,并且降低了定位的复杂度。

基于圆锥曲线密码的WSNs密钥管理方案

为有效解决资源有限的无线传感器网络密钥管理问题,给出了一种基于圆锥曲线无线传感器网络密钥管理方案。通过引入证书服务,实现了密钥的分配和新加入节点密钥的生成、更新、撤销等过程,并从方案的安全性、可扩展性和效能方面进行性能分析。实验分析结果表明:与经典密钥管理方案相比,所给方案能够有效减少密钥存储空间,并且具有较强可扩展性和抵抗网络攻击的能力。

自适应紧急消息广播协议在VANET中的应用

车联网VANET(vehicular ad hoc network)被认为是智能交通系统最有前景技术之一,能够提出不同的应用服务,其中安全预警是最为重要的应用。可靠、有效地广播紧急消息是实现安全预警的关键。为此,提出面向不同应用的自适应紧急消息广播DAEMB(di蠡ferent application-self-adaption emergency messages broadcasting)协议。DAEMB协议依据应用的不同特性,采用Reliable和Dissemination两种紧急消息传输模式,并利用非均匀化基于时间和距离的段(segment)策略选择转发节点。仿真结果表明,提出的DAEMB协议平均传输时延、吞时量和紧急消息传输成功率方面具有良好的性能。

基于新工科背景下的计算机科学与技术专业建设与实践

为满足新时代对"新工科"人才的需求,需要进一步深化工程教育改革,加快推进新兴工科专业建设和传统工科专业的转型发展。本文以成果导向(OBE)教育理念为指导,以工程教育认证为导向,以计算机科学与技术专业建设为对象,探索与实践传统工科专业在新工科背景下转型发展的新模式,并把初步研究成果应用于黄淮学院计算机科学与技术专业的建设实践中,从而为传统工科专业的升级转型发展提供探索实践经验。