低功耗网络环境下通用应用层安全协议的设计

针对低功耗网络环境下的应用层安全问题,提出了一种通用型应用层安全协议u ALS。该协议的实现是基于open SSL开源库,并以BCM2836和运行Contiki系统的CC2530嵌入式硬件作为测试环境。通过实验将u ALS和TLS/SSL协议进行对比,表明了u ALS协议在低功耗网络环境下具有更小的代码体量、更短的握手时间以及更低的资源消耗。

人际信息交互中低功耗网络发现应用研究

无线人际信息交互网络围绕人际信息交互的特点展开。重点关注无线通信中的网络发现中的能耗问题,利用IEEE802.15.4网络的超帧结构,提出了一种通过变换超帧参数实现的低功耗网络发现算法,分析了该算法的能耗与时间约束的关系。最后,在硬件平台上开发了电子名片应用以测试网络发现算法的有效性。

基于ZigBee技术的电力系统中低功耗通信网络设计

文章介绍了ZigBee技术的原理,分析了低功耗通信网络的组成和特点,详细阐述了基于ZigBee技术的低功耗通信网络的整体架构和模块设计,包括通信协议模块设计和低功耗通信机制设计。测试结果表明,ZigBee技术在功耗、传输速率以及延迟方面均优于传统电力线载波通信技术,其在电力系统应用中具有显著优势。

低功耗无线传感器网络在电力系统监测中的应用与优化

随着电力系统规模的不断扩大,对其进行实时监控和精细管理变得尤为迫切,而低功耗的无线感知阵列作为高效的监管工具,在电网监管领域得到了广泛应用。文章阐述了WSN技术的工作机制及其在电力系统监管方面的实际应用,分析了电力系统监管的内在需求,对比了传统监管手段的不足,探讨了如何布署低功耗的WSN,以及如何从中采集数据、进行传输,实现实时监控与精准故障诊断,并提出了一套针对低功耗WSN的性能提升方案。

基于簇父集协作通信的低功耗有损网络路由算法优化

针对当前低功耗有损网络(LLN)中基于簇父集协作通信的路由算法(CRPL)没有考虑节点剩余能量,存在不能有效地均衡节点能耗和最大化延长网络寿命的问题,提出一种高效的基于簇父集协作通信的低功耗有损网络路由(RPL)算法(HE-CRPL)。所提算法采取了三个优化思路:一是同时考虑节点间无线链路质量和节点剩余能量进行簇父节点的选择;二是在簇父节点优先级判定和最优簇父集的选择过程中把节点间的无线链路质量和簇父节点的期望寿命(ELT)相结合;三是在网络拓扑初始化的过程中通过利用目的地通告对象(DAO)消息携带簇父节点优先级列表告知最优簇父集中簇父节点的优先级顺序。仿真结果表明,与CRPL算法相比,HE-CRPL算法在延长网络生存时间、提高数据包投递成功率和减少数据包重传次数等方面的性能得到了提升,其中网络生存时间提高了18.7%,数据包重传次数降低了15.9%。

基于最小链路成本优化排名的低功耗有损网络路由协议

针对低功耗有损网络的数据流量负载分配及传输效率优化问题,提出一种基于最小链路成本优化排名的低功耗有损网络路由协议。采用基于排名规则的改进多路径RPL算法,通过引入一个目的地为导向的有向无环图,使每个节点具有多条到达汇聚点的路径,根据链路的成本排名选择跳数更少和输出流量速率更大的链路;构造k-连通性的路由图表,根据能量消耗情况选择节点父代,通过启发式负载分配方法最小化路由总传输成本,根据节点的输出流量速率分配负载,实现负载均衡的同时提高路由的传输效率。仿真结果表明,相比主动与低功耗的有损网络反应式路由算法和低功耗有损网络链路质量感知路由协议,该算法数据投递成功率提高了15%以上,平均网络吞吐量提高了30%以上。

低功耗有损网络路由协议的组网优化算法研究

低功耗有损网络路由协议(Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks,RPL)在路由构建阶段的收敛时间过长,控制消息在根节点附近汇集,导致近根节点发生拥塞。提出一种RPL路由协议的组网优化算法,其中包括“跨节点聚合DAO”和“自适应DAO定时器”两个机制。机制一通过跨节点聚合直接子节点的DAO(Destination Advertisement Object)消息,降低向根节点发送的DAO消息数量,同时,减少路由构建的收敛时间,机制二通过自适应的DAO定时器控制等待聚合的时间,在不增加额外时间的情况下,降低路由构建初期父节点的切换产生的网络的不稳定性。实验结果表明,优化后的RPL路由协议存储模式的路由构建过程要优于现有RPL路由协议,路由构建时间和控制开销均得到明显降低。

低功耗有损网络中的能量均衡高效路由协议

在根据路径瓶颈节点寿命选择最优父节点的低功耗有损网络路由协议(RPL)中,待加入节点未考虑其他节点产生的流量对父节点产生的影响,且在节点加入网络后会导致路径瓶颈节点发生变化。针对上述问题,提出一种基于能量均衡的RPL高效路由算法(EBHE-RPL)。在节点加入网络之前,采用目的地通告确认消息分类发送机制减少父节点发送的控制包数量,并通过父节点流量累计机制使计算出的瓶颈节点寿命值与实际值更接近,从而使待加入节点能更准确地确定最优父节点。在节点加入网络后,采用路径瓶颈节点再预估机制,避免后续节点误选瓶颈节点的情况。仿真结果表明,与RPL和EB-RPL算法相比,EBHE-RPL在延长网络生存时间、均衡网络能量方面性能较好。

低功耗有损网络RPL目标函数研究综述

低功耗有损网络(Low-power and Lossy Network, LLN)的RPL(无线传感网络)路由协议因其适用资源受限的网络而受到关注。为了研究如何通过优化目标函数(Objective Function,OF)提高资源利用率,回顾和梳理近几年相关文献中提出的设计方案,从路由度量的角度归纳了两类优化思路,并论述了不同方案的优势与不足之处。研究结果显示,尽管多数针对路由指标的优化可以改善网络质量,均衡能耗,但存在性能指标检测不全、受到环境约束、可拓展性低等问题。针对以上问题,总结了三个无线传感网络路由优化方面值得被关注的要点,期望能为该领域的研究人员提供优化思路。

低功耗有损网络安全路由协议研究综述

随着物联网不断飞速发展,低功耗有损网络(LLN)的研究与应用成为一种发展趋势。首先,介绍了6LoWPAN与低功耗有损网络路由协议(RPL)的基本原理和结构;其次,总结了LLN中RPL所面对的主要安全威胁以及应对方法,根据协议所采用的不同策略进行归纳、分类和比较;然后,对国内外已有安全RPL研究情况进行了介绍和分析,同时对现有安全威胁和解决方案进行了总结;最后,提出了在大规模、移动性、自组织、低功耗的RPL中需要进一步研究的安全问题和发展趋势。

低功耗无线网络体系动态负载均衡构架模型

为了提高低功耗无线网络体系动态负载均衡调度能力,降低网络的能量开销,提高网络的吞吐性能,提出一种基于最短路由节点部署的低功耗无线网络体系动态负载均衡调度算法。构建低功耗无线网络的节点部署的信息传播模型,采用自适应链路均衡方法进行低功耗无线网络的传输信道均衡设计,结合自适应插值方法进行动态负载均衡调度的优先级列表构建,采用多重节点反复组合方法进行无线网络节点优化部署,设计高效时分多址协议进行的低功耗无线网络体系负载调度的时隙分配,实现动态负载均衡调度。仿真结果表明,采用该方法进行低功耗无线网络体系动态负载调度的负载均衡性较好,网络的输出吞吐量较高,有效改善了低功耗无线网络的信息传输和节点部署性能。

低功耗有损网络路由协议研究

随着物联网的发展,低功耗有损网络拥有了广泛的应用场景.低功耗有损网络具有有损性和不稳定性,传统路由协议难以应用于低功耗有损网络,IETF针对这一问题提出了基于IPv6架构的RPL路由协议.对RPL路由协议的相关术语和协议原理进行了研究,并对RPL路由协议在节点静止环境和节点移动环境的性能进行了仿真分析.实验结果表明,相对于节点位置固定的静止环境,RPL路由协议在节点移动环境中网络平均寿命较短.

能量均衡的低功耗有损网络路由协议

针对目前低功耗有损网络路由协议(RPL)中存在节点能耗不均衡、网络生存时间短以及网络后期父节点状态信息更新不及时的问题,提出一种带有电量估算策略的能量均衡RPL(EB-RPL)。首先,构造了一种复合期望传输次数和节点剩余能量的路由度量,通过机制设计使节点在不同时期能自适应地调整网络拓扑;然后,设计了一种基于能量消耗速率的父节点电量估算策略,在不增加额外控制包开销的同时,子节点可以计算父节点电量,作出正确的路由决策;最后,通过实验对比分析了EB-RPL的性能。仿真结果显示,与RPL相比,EB-RPL显著降低了同级节点间功率标准差,并且在不同发包频率和网络规模中,分别平均延长了29.4%和39.4%的平均网络生存时间。EB-RPL能够有效实现能量均衡、显著延长网络生存时间。

无线传感器网络低功耗分簇路由算法研究

在基于层次路由算法的基础上,提出一种低功耗的分簇路由算法,采用非均匀分簇的网络结构,有效均衡了近基站簇首节点的能量消耗。固定分簇后优先选择剩余能量较多的节点作为新簇首,并采用簇间转发的方式将数据发送到基站。仿真实验表明,改进算法能有效地延长网络的生命周期。

物联网中的低功耗有损网络路由协议

物联网的迅速发展带动了传感器网络研究领域的探索与前进。IETF制定的低功耗有损网络路由协议(RPL)在传感器网络中扮演着重要角色。文章对RPL的工作原理进行了介绍,并对RPL所面临的问题及当前的研究热点进行了深入分析,并在此基础上进一步探讨了RPL协议的安全问题。

基于低功耗有损网络路由协议的多路由度量评估算法

针对缺乏科学合理的低功耗有损网络路由协议多路由度量评估方法,无法选择合适的下一跳,影响网络性能等问题,本文提出一种基于组合赋权法和逼近理想解排序法的多路由度量评估算法。该算法通过构建邻居节点各路由度量的初始判断矩阵,设计基于线性加权的复合目标函数,设计兼顾主客观因素的组合赋权算法确定复合目标函数中各路由度量的权重,并采用逼近理想解排序法确定下一跳节点等机制,有效地解决了上述问题。理论分析证明了该多路由度量评估算法的有效性和可靠性,仿真实验结果显示该算法在网络寿命,时延等方面均优于低功耗有损网络路由算法及其相关改进算法。

基于流量预测的低功耗有损网络节点缓存系统设计

为缩短因Internet用户数量递增而造成的网络固有延迟,实现对流量数据信息的及时缓存处理,设计基于流量预测的低功耗有损网络节点缓存系统。以网络缓存拓扑框架作为基本数据依附条件,在按需连接通信协作器、文档替换器两类执行模块的同时,完成节点缓存系统的硬件执行环境搭建。在此基础上,提出一致性哈希算法,通过多级服务器同步缓存的处理方式建立理想化的缓存置换策略,完成系统的软件执行环境搭建,结合相关硬件设备元件,实现基于流量预测低功耗有损网络节点缓存系统的顺利应用。对比实验结果表明,与传统系统相比,所设计系统的网络固有延迟水平更低,单位时间内可转存的流量数据信息总量更大,可有效解决因Internet用户数量递增造成的数据缓存处理不及时的问题。

面向低功耗有损网络的RPL协议性能评价

RPL协议被认为是主流的物联网路由协议,其性能与目标函数有着密切关系。本文将详细分析不同目标函数对RPL在网络组建时间、能耗、包投递率、包时延和路由控制开销等性能方面的影响。实验数据显示,目标函数对RPL包时延影响较小;在可靠性方面,采用MRHOF的RPL要优于采用OF0的RPL,但前者要付出较高的代价,如较高的路由控制开销与能耗等。最后给出了目标函数研究建议。

基于置信区域设置的低功耗有损网络路由

现有多数低功耗有损网络路由(RPL)协议没有考虑真实环境中移动节点的定位误差。为此,提出基于移动节点置信区域的低功耗有损路由协议,记为KPRPL。KPRPL协议考虑了静态和移动两类节点,并正视真实环境下的定位误差。在静态节点间路由,KPRPL协议考虑传统的期望传输次数(ETX)为路由度量;而针对有移动节点参与的路由,采用新的RPL度量。每个移动节点依据信道条件产生置信区域,利用Kalman滤波修正移动节点位置。再依据经Kalman滤波后的修正位置和方差,移动节点重新构建置信区域,并形成候选锚节点集。最终,移动节点利用端到端ETX估计值,选择最优的路径。仿真结果表明,与传统的RPL协议相比,KPRPL协议提高了在恶劣环境下的可靠性和鲁棒性。

基于海上无人平台的低功耗实时智能监测系统

针对海上无人值守的监测平台对功耗、实时性、识别率等方面的要求,设计并实现了基于人工智能技术的综合目标识别系统。该系统提出了目标框定预处理算法,大大降低了神经网络的输入数据量;通过神经网络模型优化降低了计算复杂度,并能适应不同尺寸的输入图片。该系统具有良好的性能功耗比,能较好地满足实际应用场景的需求。