电力设备场景智能锁具状态远程授权控制技术研究

在智能锁具远程授权控制过程中,受到授权模型的影响,易出现授权效率较低的问题,无法满足电力设备运行需求。因此,研究电力设备场景智能锁具状态远程授权控制技术。采用SimpliciTI网络协议,实现智能锁具远程监控和通信。根据无线网络通信协议数据,利用PCA算法识别用户信息。构建电力设备场景智能授权模型,结合Hash函数实现密钥协商,达到智能锁具状态远程授权的目的。实验结果表明:与已有技术相比,文中所设计的控制技术授权效率得到了大幅度的提升。

基于GPRS的火力发电机状态远程监测系统设计

火力发电机运行状态直接影响火力发电站的生产和安全运行,为实现发电机早期故障的及时诊断,设计基于GPRS的火力发电机状态远程监测系统。采集火力发电机运行状态信号数据,利用GPRS无线通信网络将数据安全传送至监控模块;监控模块接收该数据后,采用流形半监督K均值聚类算法,计算并分析该数据,实现发电机故障诊断,并进行故障预警,并将预警结果可视化呈现在界面中。测试结果显示:该系统可采集发电机在不同时刻下的运行状态数据;可靠监测不同运行工况下发电机的运行状态;当发电机的故障残差绝对值为0.0552时,逼近设定预警值,则系统发送预警,满足火力发电机状态远程监测需求。

网络协议软件漏洞挖掘技术综述

网络协议软件部署和应用非常广泛,在网络空间提供了诸如通信、传输、控制、管理等多样化的功能.近年来,其安全性逐渐受到学术界和工业界的重视,及时发现和修补网络协议软件漏洞,成为一项重要的课题.网络协议软件由于部署形态多样、协议交互过程复杂、相同协议规范的多个协议实现存在功能差异等特点,使得其漏洞挖掘技术面临诸多挑战.首先对网络协议软件漏洞挖掘技术进行分类,对已有关键技术的内涵进行界定.其次,进一步综述网络协议软件漏洞挖掘4个方面的技术进展,包括网络协议描述方法、挖掘对象适配技术、模糊测试技术和基于程序分析的漏洞挖掘方法,通过对比分析归纳不同方法的技术优势及评价维度.最后,总结网络协议软件漏洞挖掘的技术现状和挑战,并提炼5个潜在研究方向.

低轨巨型星座体系架构设计与关键技术分析

巨型星座中海量网元对现有网络架构和技术体制提出了严峻挑战,如何设计和规划网络体系架构是巨型星座发展的关键问题之一。从星座架构的概念与特征出发,结合国内外卫星星座发展情况与技术预判,提出“四面”(感知平面、数据平面、控制平面、智能管理平面)和“三层”(资源层、传送层、业务层)的多层多域混合式智能协同组网体系架构,设计星座网络管控架构、技术参考模型与协议架构等。同时,针对星座建设与发展趋势,阐述并分析星座网络编址路由、网络鲁棒性敏捷保障、差异化业务承载、端到端可靠传送等关键技术的演化趋势,支撑我国低轨巨型星座网络发展与建设。

高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

面向智能电网广域通信的可靠路由算法研究

无线传感器网络是智能电网广域通信中的基础组成单元,传统的无线传感器网络分簇路由协议虽能在一定程度上简化网络拓扑,但仍存在簇首选择不合理且系统能耗较高的问题。针对此,文中基于粒子群优化算法提出了一种改进的分簇路由协议。该协议利用粒子群算法的参数寻优特性对簇首搜寻方案加以改进,使得新方案考虑了距离、剩余能量、数据传输精度等多种因素。同时还使用粒子群自适应函数对该方案进行优化,从而提高了原算法的可靠性。在能耗实验测试中,所提算法迭代1 300次后的剩余能耗为31.2 J,在对比算法中为最优。而对路由路径的测试中,改进算法的平均运行时延为1.79 ms,平均误码率为0.212 5,在所有算法中均为最低,证明了该算法具有良好的实时性和可靠性。

面向集成的VPN解决方案

针对传统方式构建的VPN不支持承载多种数据类型、承载数据缺乏安全性、标签边缘设备负载过重等问题,提出了集成的VPN解决方案。该方案设计包含GRE VPN的建立、IPSEC VPN的建立、网络设备虚拟化、MPLS VPN的建立、私网数据的识别与隔离5个关键步骤,实现了各VPN技术数据的嵌套与各VPN技术的相互融合,融合后的VPN既支持承载多种数据类型,又支持数据交互的安全,且能实现私网数据访问控制与地址复用,还能实现数据的负载分担。为验证方案的可行性,对方案建立的隧道、网络资源池、标签转发路径等方面进行了测试与验证,达到了预期设定的目标。为凸显方案的优势,与传统方式在背板带宽、端口速率等方面进行了对比分析。分析结果表明,该方案的背板带宽与端口速率随着资源池中设备数的增加而增长,其数据传输能力相比传统方式成倍增长,且在数据的负载分担、数据安全、可管理性与可维护性等方面优于传统方案,为构建实用、可靠、安全的VPN提供了思路。

支持IPv4/IPv6双栈的5G通信网络可靠性组网部署研究

5G网络要求更多的基站部署以支持更高的数据传输速率和连接密度。为实现网络数据的并行高速传输,确保网络应用业务的实时性和稳定性,文中提出一种支持IPv4/IPv6双栈的5G通信网络可靠性组网部署方法。结合IPv4和IPv6双栈,构建双栈转换机制结合有限双协议栈模型,在模型下构建5G通信网络结构,并通过高架立体交叉网优化IPv4/IPv6双栈的5G通信网络组网结构,提升IPv4/IPv6双栈5G通信网络的通信速度。采用冗余路径算法,实现5G网络IPv4/IPv6双栈通信中的服务功能链编排,解决IPv4/IPv6双栈通信中的冗余问题。实验结果表明,该方法能够构建一种更稳定、更高效的5G通信网络组网结构,提高了网络频谱效率,优化了网络环境。

基于Q-learning的自适应链路状态路由协议

针对大规模无人机自组网面临的任务需求多样性、电磁环境复杂性、节点高机动性等问题,充分考虑无人机节点高速移动的特点,基于无人机拓扑稳定度和链路通信容量指标设计了一种无人机多点中继(multi-point relay,MPR)选择方法;为了减少网络路由更新时间,增加无人机自组网路由策略的稳定性和可靠性,提出了一种基于Q-learning的自适应链路状态路由协议(Q-learning based adaptive link state routing,QALSR)。仿真结果表明,所提算法性能指标优于现有的主动路由协议。

基于隐式协作缓存机制的WSN网络能耗优化算法

针对无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)节点间缓存空间压力造成计算、存储、通信能力差的问题,提出一种基于隐式协作缓存机制的WSN网络能耗优化算法。在明确WSN网络数据采集机制的基础上,使用远端节点缓存内容的隐式协作,降低网络节点间缓存空间压力,平衡节点间的缓存替换率;以传感器到基站的距离、节点剩余能量以及节点分散比重作为优化指标,获得选举簇头无线传感器网络能耗优化算法。仿真结果表明,所提方法可以降低WSN节点能耗,使WSN网络中不同节点能量消耗相对平衡,有效延长了WSN网络使用周期。

基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议

针对网络覆盖区域较大、节点数量较多的无线传感器网络,容易出现部分节点过早死亡等情况,提出一种基于扇形链路策略的改进蚁群分簇路由协议RACO-SL。通过加入奖惩因子,同时对精英个体采用蚁群优化算法的概率生成新的后代个体,对于普通个体,通过与随机选择的精英个体进行交叉变异操作,改进蚁群优化算法,以整个网络每次通信的能耗为优化目标选取较优的簇头节点集。为待转发簇头节点设计从可动态调节的扇形区域中选择下一跳中继节点的链路转发策略。实验结果表明,与现有协议相比,该协议在延长网络寿命、提高通信链路质量、增强网络覆盖度方面表现良好。

网络多媒体传输协议在物联网音频监控系统中的应用

介绍网络多媒体传输协议的基本原理,探讨其在音频监控中的应用,包括音频数据捕获、编码、传输、接收及解码等环节。基于此,设计一个基于网络多媒体传输协议的物联网音频监控系统架构,并对其功能进行设计。最后进行系统运行测试,验证该架构的可行性和有效性。

区块链P2P网络及安全研究

区块链作为一种分布式账本、密码学、共识算法、P2P(peer-to-peer)网络等多技术创新融合的技术,在一个节点之间互不信任的开放环境中实现了去中心化、防篡改、可溯源等功能,改变了一直困扰传统中心化服务架构的信任建立、安全管理与隐私保护等难题,引起了社会各领域的广泛关注。其中,P2P网络通过共识算法实现了分布式账本的最终一致性,并利用各种协议协调各节点提供的服务,其应用功能随着区块链技术的每一次迭代不断丰富和完善,从而形成了相对独立的区块链P2P网络,成为区块链研究的重点。较为系统地介绍了P2P网络的特征和关键技术,尤其对影响着区块链的P2P覆盖网络、资源查询和网络抖动等技术进行了深入分析;结合典型区块链应用场景,从体系结构和协议实现入手分析了区块链P2P网络的工作机制和运行特点;介绍了区块链P2P网络存在的安全风险,讨论了典型攻击的实施过程及防范方法。最后,总结探索了区块链网络及其安全面临的挑战和主要技术应对。

一种支持不确定性协议的船载网络数据集中方法

文中针对船载网络数据集中过程中因设备通信方式不同,协议具有异构性,不确定性设备协议变动使数据接入系统复杂的问题,提出一种基于TCP/IP协议的可配置数据集中方法。首先增加采集适配层将设备通信接口统一成工业以太网,船载设备通过转以太网模块实现物理层接入,使数据经以太网传输到数据管理平台;其次将网络协议解析处理过程描述成解析配置表,引入用户配置机制,实现对新设备协议的按需变动;最后借鉴有限状态及思想设计不确定协议的解析和数据抽取算法。实验结果表明:该船载设备数据集中方法可对采集数据字段颗粒度抽取,避免因通信协议变动重新编写解析和处理程序,具有良好的灵活性和普适性。

基于排队论的一种高吞吐量信道分配协议设计

针对复杂多变的认知无线电系统中难以为次用户高效分配信道的问题,提出了一种高吞吐量信道分配协议——TKMA协议。该协议根据主用户(PU)活动、次用户(SU)实时业务需求、信道条件等信息构建用户信道的效用矩阵,在保障PU通信质量的前提下以SU系统总效用值最大化为目标进行信道分配,并利用改进Kuhn-Munkras算法结合轮询调度进行求解。为了评估该协议性能,建立了通用的多用户多信道认知无线电系统模型,利用排队理论描述数据包传输过程,并通过马尔可夫稳态求解推导出SU的性能指标。实验结果表明,与以往提出的化简方法和传统的公平随机分配协议相比,使用TKMA协议在SU系统总的吞吐量、平均时延、平均队长、拒绝率等指标上都取得了更优的结果,证明了所提协议和系统模型的有效性。

基于微服务和物联网的配电网智能计量架构

为实现电力系统向智能电网模式的演进,依赖于配电网(DN)的自动化,需要新的基础设施、技术和应用。提出一种基于微服务和物联网(IoT)的配电网自动化的智能计量设施,支持各种有助于实现配电网自动化和管理的服务。首先,在测量基础设施中对特定硬件、设备和底层协议进行抽线;然后,利用消息队列遥测传输(MQTT)作为以事件为导向的发布/订阅协议来实现,同时支持发布/订阅和请求/响应机制来实现;最后,使用以大数据为导向的可群集软件模块来实现可扩展性。分布式状态估计(SE)和网络拓扑重构算法验证了智能计量设施支持交互和协同操作。

一种基于空洞节点检测的可靠无人机自组网路由协议

针对高动态无人机自组网中节点之间链路生存时间(Link Live Time,LLT)短和节点遭遇路由空洞次数多的问题,提出了一种基于空洞节点检测的可靠无人机自组网路由协议——GPSR-HND(Greedy Perimeter Stateless Routing Based on Hollow Node Detection)。GPSR-HND协议中,转发节点通过空洞节点检测机制检测邻居节点状态,将有效邻居节点加入待选邻居节点集;然后基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的多度量下一跳节点选择机制从待选邻居节点集中选择权重最大的邻居节点贪婪转发数据;如果待选邻居节点集为空,则从空洞邻居节点集中选择权重最大的空洞节点启动改进的周边转发机制,寻找可恢复贪婪转发模式的节点。与GPSR-NS协议和GPSR协议相比,GPSR-HND协议表现出了更好的性能,包括平均端到端时延和丢包率的改善,以及吞吐量的提高。

基于D2D通信和虚拟MIMO的飞行器集群网络传输方案设计

在无中心飞行器集群网络中,非直通条件节点间不同的中继路径可能导致较大路径损耗落差,为有限资源前提下网络传输能力的提升带来困难。参考5G移动通信中的终端直通(Device to Device,D2D)技术与中继通信中的虚拟多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,提出一套D2D通信与虚拟MIMO技术结合的无中心飞行器集群网络传输方案。重点研究在正交资源模式下,将不同的协作传输协议与空时编码进行组合,在信噪比、误比特率、接入概率等方面对通信性能的影响。仿真结果表明:D2D通信与虚拟MIMO技术结合的传输方案在不增加资源的前提下,对集群网络的通信性能有明显提升,且引入分布式空时编码可进一步优化误比特率性能,但3种传输协议在不同传输质量评价方向的改善有所不同。

基于协议分析的网络安全技术探讨

随着互联网的快速发展,网络攻击的复杂性和频率不断增加,网络安全问题日益严重。协议分析技术通过深入解析和检测网络协议的数据流,能够发现并防御潜在的安全威胁。本文系统性地探讨了协议分析技术的原理、应用场景及其在网络威胁检测、漏洞发现中的重要作用,并讨论了协议分析技术与其他技术结合的优势,旨在为网络安全领域提供有益的参考。

无线自组网实验教学平台的设计与实现

针对无线自组网技术的实验教学需要,设计并实现了一个无线自组网实验教学平台。该实验平台主要由无线自组网开发验证平台、多模干扰产生平台和网络性能分析评估平台组成,为用户提供无线自组网关键技术开发验证的实验环境。该平台可以让用户自主编程,完成数据链设计、路由协议开发、带宽与性能评估和抗干扰性能分析等关键技术研究,为教师和学生提供高水平教学和研究环境。