Edge computing technologies for Internet of Things： a primer

with the rapid development of mobile intemet and Internet of Things applications, the conventional centralized cloud computing is encountering severe challenges, such as high latency, low Spectral Efficiency （SE）, and nonadaptive machine type of communication. Motivated to solve these challenges, a new technology is driving a trend that shifts the function of centralized cloud computing to edge devices of networks. Several edge computing technologies originating from different backgrounds to decrease latency, improve SE, and support the massive machine type of communication have been emerging. This paper comprehensively presents a tutorial on three typical edge computing technologies, namely mobile edge computing, cloudlets, and fog computing. In particular, the standardization efforts, principles, architectures, and applications of these three technologies are summarized and compared. From the viewpoint of radio access network, the differences between mobile edge computing and fog computing are highlighted, and the characteristics of fog computing-based radio access network are discussed. Finally, open issues and future research directions are identified as well.

Mobile Communication Voice Enhancement Under Convolutional Neural Networks and the Internet of Things

This study aims to reduce the interference of ambient noise in mobile communication,improve the accuracy and authenticity of information transmitted by sound,and guarantee the accuracy of voice information deliv-ered by mobile communication.First,the principles and techniques of speech enhancement are analyzed,and a fast lateral recursive least square method(FLRLS method)is adopted to process sound data.Then,the convolutional neural networks(CNNs)-based noise recognition CNN(NR-CNN)algorithm and speech enhancement model are proposed.Finally,related experiments are designed to verify the performance of the proposed algorithm and model.The experimental results show that the noise classification accuracy of the NR-CNN noise recognition algorithm is higher than 99.82%,and the recall rate and F1 value are also higher than 99.92.The proposed sound enhance-ment model can effectively enhance the original sound in the case of noise interference.After the CNN is incorporated,the average value of all noisy sound perception quality evaluation system values is improved by over 21%compared with that of the traditional noise reduction method.The proposed algorithm can adapt to a variety of voice environments and can simultaneously enhance and reduce noise processing on a variety of different types of voice signals,and the processing effect is better than that of traditional sound enhancement models.In addition,the sound distortion index of the proposed speech enhancement model is inferior to that of the control group,indicating that the addition of the CNN neural network is less likely to cause sound signal distortion in various sound environments and shows superior robustness.In summary,the proposed CNN-based speech enhancement model shows significant sound enhancement effects,stable performance,and strong adapt-ability.This study provides a reference and basis for research applying neural networks in speech enhancement.

“智慧城市”虚拟仿真实验平台设计与实现

为解决“物联网组网技术”课程在实验教学中的不足,提高实验教学效果,提出了虚拟仿真实验教学平台,构建了包含智能小区、无人超市、车联网、城市之郊等模块的智慧城市。详细阐述了虚拟仿真实验平台的特点、细节和功能。利用三维虚拟仿真和VR教学资源,通过交互式操作使学生直观地学习该门课程中所涉及的专业知识。

基于激光测距仪的智能物联网体感交互感知研究

当前的智能物联网设备在识别用户指令方面存在不足,时常需要用户多次尝试,降低了用户的使用体验和对设备的信任度。为了解决问题,提出了一种基于激光测距仪的智能物联网体感交互感知方法。首先,拟合激光波绘制结果,并利用距离变换算法设定智能物联网的体感交互方式。然后,通过误差传递公式,计算激光测距仪的协方差矩阵,依据此调整参数和测量点。最后,融合激光图像特征,识别操作者的动态指令。实验结果表明,所提方法能够显著提升智能物联网设备对体感指令的采集完整度,正确完成所有体感指令,且平均体感动作类别划分精准度高达97.02%,说明所提方法具有较高的体感交互感知精度。

基于物联网技术的智能楼宇监测系统设计

针对目前智能楼宇监测中数据可靠性低、测量点位分散、数据传输实时性不高和误报频繁等问题,提出基于物联网(Internet of Things,IoT)技术的智能楼宇监测系统设计。首先,采用ZigBee技术组建无线传感器网络,实现分散点位传感器数据的收集,并将数据通过网关传输到物联网云平台。其次,利用改进的自适应加权算法融合传感器数据,有效提升多传感器检测数据的准确性。系统云平台能够分析和展示传感器数据,而且能够实时查看待测区域的视频图像,预留数据分析接口。应用表明,系统数据测量准确、相对误差较低、稳定性较好。

论《文心雕龙》创作论中的主体间性思想

《文心雕龙》对创作主体与“物”主体、他者主体、内在主体以及语言主体之间主体间性关系的描述,变主客体关系为主体间性关系,将仅描述人与人的主体间性关系拓展至人与世界万物,这种将情感投射于对象使其主体化、人格化并与之交往的思想,正是《文心雕龙》创作论的独创性所在。创作主体与“物”主体邀游交流生成的“思理”、与他者主体研阅沟通产生的“穷照”、与内在主体资养交往达成的“虚静”状态,以及与语言主体精微对话形成的“焕然”的艺术境界,都阐明了主体间性思想的意义所在:主体在与另一主体沟通交往过程中,彼此都获得了超越单一封闭主体的新内涵,生成了主体与主体融会后的新意义。

科学与技术交叉视角下物联网技术研究热点与技术预测研究

[目的/意义]物联网技术及其相关产业具有很强的应用广泛性和技术关联性,基于论文-专利关联的前沿主题分析方法可以识别科学与技术互动明显的高技术领域的前沿主题,预测未来可能出现的热点技术。[方法/过程]从物联网领域的论文和专利入手,以科学与技术的交叉视角,基于高被引论文和专利,从主题关联、作者-发明人关联和引用关联三个角度挖掘物联网领域科学与技术的互动线索,识别研究前沿,并进行技术预测。[结果/结论]通信工程在物联网领域具有最高的研发热情,新兴技术和传统物联网技术的结合研究逐渐成为另一大研究热点。深度神经网络方法预测物联网恶意攻击的技术、基于无线穿戴的区域智能健康系统、物联网云服务资源分配算法的优化是三个未来可能出现的技术。

基于数字孪生的发酵仓监控系统构建

针对牛粪好氧发酵过程中交互性差和依赖经验决策的问题,课题组设计了基于数字孪生的发酵过程监控系统。首先,通过Unity引擎构建了发酵仓数字孪生虚拟模型,并设计搭建了场景环境和虚拟界面;其次,设计了物联网(internet of things, IoT)网关以及数据库用于传输和存储孪生数据;最后,通过搭建模拟平台对数字孪生系统进行了时序同步和碰撞检测实验。实验结果表明:设计的发酵仓数字孪生监控系统虚拟模型与实物同步性较高,能做到虚实同步,验证了系统的可行性。

基于人工智能的交互式护理床设计

当今社会,随着我国人口老龄化的加剧,卧床人数也在不断增加,所以医护人员的需求量也在增加,同时卧床还会导致意外坠床、压疮等情况。针对于上述问题,该项目设计一款基于人工智能技术和物联网技术的交互式护理床。该项目采用STM32作为核心处理器,病人可以通过语音指令对床板进行控制,防止出现压疮;摄像头采集病人的图像信息交给树莓派进行处理,从而防止病人坠床;再加上物联网平台的使用,病人的状态以及体征可以通过APP和网页传达给医护人员,医护人员还可以发送指令到APP,实现病人、床、医护人员三者之间的智能交互。

基于物联网技术的智慧园区智能化建设与运营管理

随着智慧园区建设的不断推进,基于物联网技术的智慧园区智能化建设与运营管理中成为一项关键任务。该研究致力于探讨在智慧园区环境中,通过知识图谱的构建与物联网技术的整合,实现对大量产生的数据进行有效治理和管理的方法。首先,介绍了智慧园区数据知识图谱的构建过程,其次,构建了智慧园区数据知识图谱,然后,探讨了基于物联网技术的智慧园区智能化建设与运营管理。为解决大数据治理和管理问题、推动智慧园区的智能化可持续发展提供了全面而创新性的解决方案。

基于物联网实时数据的交互式虚拟现代农业园区平台软硬件构建及应用

将虚拟现实、混合现实、增强现实和数字孪生等主流多媒体交互技术融入农业生产、生态、生活场景中,从北京市现代农业发展进程中的设施农业调控、会展农业体验、休闲农业观光和现代农业展示入手,获取农业物联网数据、农业园区场景数据、农作物生长点云数据等多种信息化数据,构建基于物联网实时数据的交互式虚拟现代农业园区平台。基于平台软件,根据不同的实际需求、环境条件,配置研发满足政府、专家、市民、农民和学生等受众对于智慧化农事活动体验、农业科普知识传播、农业园区展示规划及农业景观重构展现等要求的体验设备,为设施农园、休闲农庄、农业机构等提供完整的多媒体农业信息化交互体验解决方案,达到节本增效、增收致富、知识普及、休闲观光和提升信息化水平的目的。

Home-based Detection and Prediction of Diabetic Foot Ulcers at Early Stage Using Sensor Technology and Supervised Learning

For years,foot ulcers linked with diabetes mellitus and neuropathy have significantly impacted diabetic patients’ health-related quality of life(HRQoL). Diabetes foot ulcers impact15% of all diabetic patients at some point in their lives. The facilities and resources used for DFU detection and treatment are only available at hospitals and clinics,which results in the unavailability of feasible and timely detection at an early stage. This necessitates the development of an at-home DFU detection system that enables timely predictions and seamless communication with users,thereby preventing amputations due to neglect and severity. This paper proposes a feasible system consisting of three major modules:an IoT device that works to sense foot nodes to send vibrations onto a foot sole,a machine learning model based on supervised learning which predicts the level of severity of the DFU using four different classification techniques including XGBoost,K-SVM,Random Forest,and Decision tree,and a mobile application that acts as an interface between the sensors and the patient. Based on the severity levels,necessary steps for prevention,treatment,and medications are recommended via the application.

基于物联网的铁路通信机房环境监控系统设计

随着列车速度的大幅度提高,列车运行控制系统对铁路通信的速度和容量提出了更高的要求;然而随着通信机房扩容改造,机房内电气设备不断增多,机房起火成为威胁机房安全运行的一个高风险隐患。为此,设计了一种基于物联网的铁路通信机房环境监控系统,该系统以STC89C52单片机为控制核心,对引发机房电气火灾的常见因素(温度、湿度和烟雾浓度)开展实时数据采集,并将采集到的数据上传至云平台实现集中监控和管理,当超过预设阈值时,可通过现场蜂鸣器和平台端网页进行报警。测试结果表明该系统灵敏有效,对于发现和预防机房火灾,保障列车安全运行具有重要现实意义。

基于物联网的网联自动驾驶车端系统设计分析

随着技术的不断发展,物联网(Internet of Things,IoT)和车联网的应用越来越广泛。在IoT系统中,自动驾驶技术能够减少交通事故发生、提升车辆行驶安全性,是未来车辆驾驶发展的主要方向。基于此,分析自动驾驶系统应当具备的功能,提出基于IoT的网联自动驾驶车端系统设计,包括硬件、软件、数据处理与融合以及安全与冗余设计等,为今后相关研究提供参考。

物联网工程专业Linux操作系统课程教学改革与实践

Linux操作系统由于其开源、高效、灵活和安全等优异特点,在服务器、移动设备、超级计算机、嵌入式和桌面操作系统等信息化领域得到广泛应用。鉴于Linux在信息化领域的重要地位,很多高校的计算机相关专业都开设Linux操作系统课程。因每个专业培养方案和培养目标不同,所以Linux课程的开设在其内容和培养方式也应体现出一定的差异性,文章针对物联网工程专业需要,提出Linux操作系统课程教学改革的方向和教学实践,使Linux课程教学更能符合物联网工程对Linux应用的培养要求,从而让Linux操作系统的课程教学为物联网工程专业培养的学生发挥更大的作用。

光伏电站智能监控系统设计与应用

随着国家层面“碳达峰、碳中和”目标的确立,我国对清洁能源的需求与日俱增。利用物联网(Internet of Things,IoT)、大数据、人工智能(Artificial Intelligence,AI)等当今先进技术提升光伏(Photovoltaic,PV)电站运营效率得到广泛关注。设计一套完整的光伏电站智能监控系统,通过对光伏发电区、变配电设备区、电站运维区等关键场景实施布控,利用边缘智能硬件装置采集光伏组件、逆变器、并网柜、储能柜及变配电柜等关键设备及各气象元素数据,通过光伏电站智能监控软件平台数据分析、实时告警、智能诊断、远程巡检等功能实时感知光伏电站发电营收及设备运行情况,有效提升光伏电站发电效率,减少电站本地运维人员成本开销。

基于物联网的智能健康信息管理系统的设计与实现

文中旨在探索物联网技术在智能健康信息管理中的应用,设计并实现了一套基于物联网的智能健康信息管理系统。该系统在数据准确率、异常检测率、健康评分提升等方面取得了优异的实验结果,显著优于传统的健康管理模式。研究表明,物联网技术能有效提升健康管理的智能化水平,实现患者健康状况监测,具有广阔的应用前景。

电子信息技术与物联网以及大数据技术的交互融合应用

为探讨电子信息技术与物联网以及大数据技术的交互融合情况,以物联网数据为基础,结合大数据分类算法进行实验分析,并获得初始数据。然后,对电子信息技术、物联网与大数据技术之间的关系进行分析。结果表明,通过交互融合算法构建的数据集中,Amazon_initial、Newgroups、waveform数据集的合格率分别达到98.74%、99.02%、99.27%,明显高于其他单一算法的合格率,由此证明电子信息技术与大数据技术交互融合算法存在正相关性,电子信息技术与物联网以及大数据技术的交互融合对目标数据具有实践效果,能够促进电子信息工程的发展。

物联网监测拓扑可靠性设计与优化分析

物联网结合各种主干传输很适合远程实时监测,但随着监测范围的不断扩大与应用的不断普及,监测系统中断所造成的代价和影响与日俱增.系统的拓扑可靠性是保障远程监测系统可靠的一个重要方面,以三江源大面积物联网远程生态监测中需要设立监测区域的实际需求为背景,提出了一种基于均匀分簇的可扩展的模块化传感器节点部署方法,对设置传感器的拓扑结构层数、监测面积和监测节点数等参数的相互关系给出了量化的计算公式,针对不稳定的信息传输环境给出了保障监测区域和远程主干拓扑可靠性的有效机制及量化分析方法,在此基础上,重点给出了关键传输节点(簇头节点和协调器)拓扑可靠性的动态优化策略.理论分析和仿真结果表明:该机制具有数据融合均匀、有效节能和灵活可扩展等特点,对提高物联网远程监测的可靠性有显著效果;同时,所得出的相关理论对诸如农业、牧业和林业等相关行业的偏远大面积物联网远程实时监测的拓扑可靠性保障具有重要的理论和实际应用参考价值.

基于物联网技术的土壤温度水分远程实时监测系统的构建和运行

物联网能够通过传感器和互联网将任何物体联系起来,为进行实时跟踪监测、管理和研究提供了有效手段。该技术在土壤生态系统研究领域具有应用前景,但在国内发展滞后亟待深入研究和拓展。本研究将物联网技术与土壤生态环境因子监测研究相结合,选择三峡库首地区典型土壤和不同施肥条件下的脐橙为对象,通过野外安装土壤剖面温度水分传感器、环境温湿度传感器、有线和无线数据传输网络硬件,同时定制开发了一套远程监控管理软件平台,构建了一个基于物联网的土壤环境远程实时监测系统。该系统是利用交叉学科优势对土壤生态因子监测和研究手段在时空范围上拓展和探索,克服了传统原位采样和测试方法带来的滞后和误差,提高了获取数据的效率和准确性。利用该系统特点通过进一步研究脐橙生长过程对土壤剖面温度水分实时动态的响应机制,可深入探讨脐橙高效生产和提高水肥利用率的措施,验证物联网技术在土壤生态因子研究中的准确性和可靠性。该系统的构建和运行,将为三峡库区优质脐橙生产提供科学依据,为土壤干旱预警、水土流失以及面源污染监测提供科学手段。