多层中继网络通信时延高容忍度控制算法仿真

在中继网络通信过程的高斯白噪声影响下,输入信号会产生相位偏转,即信号时延。通信时延不仅会降低网络稳定性,还会浪费信道信息资源。提出多层中继网络通信时延高容忍度控制算法。利用相似原则计算多层中继网络通信最大损耗能量,在能量限制下变换带有信息的节点值,分析通信信息源传输数据情况,将时延控制问题转变为最优概率求解,确保通信数据的传输成功率。根据网络模型计算最佳网络分簇个数,获得簇内节点数据通信周期损耗的能量,按照节点密度确定确实际节点通信半径,利用蚁群算法将全部簇头聚集至节点代价最低的多跳路由,实现多层中继网络通信时延的高容忍度控制。实验结果表明,随着通信信息缓存量的增多,研究方法的通信信息投递率仍可达到0.40,通信网络开销可控制在300J以内,最低时延能够控制在12ms,远远低于其它算法,且研究方法应用下通信网络丢包率更低,实验结果验证了上述方法的应用优势明显,实用性更好。

基于时间节点联合估计的多平台纯方位机动目标跟踪算法

针对水面及水下纯方位变速、变向目标机动检测跟踪问题,提出一种基于时间节点联合估计的多平台纯方位机动目标跟踪算法,该算法将目标的机动时刻等价于“时间未知节点”,基于Taylor级数运动要素估计方法直接对目标机动时刻、目标机动前后运动要素进行估计。机动检测特征是估计机动时刻以及估计机动时刻迭代分量的迭代过程,当迭代过程震荡发散,或机动时刻估计值不在观测时间范围内时,目标未发生机动。仿真结果表明,该算法在跟踪中远距离海上变向变速目标时,具有较低的机动检测虚警率和较高的跟踪精度。

具有活跃节点的多层网络作用下时滞SEQS模型分析

疾病传播的研究使得对疫情分布和发展的预测更为准确。现有的疾病传播模型对不同城市间流动人口对疾病传播造成的影响研究较少,为此,该文提出了具有活跃节点的多层网络作用下的时滞SEQS(Susceptible-Exposed-Quarantined-Susceptible)模型。其中,时滞SEQS重点研究疾病潜伏期、恢复期及恢复后可再次感染等特性对传播行为的影响,模型中每层静态网络表示不同城市的社交网络,活跃节点表示城市间流动人口,活跃节点的存在使得该多层网络具有时变性,同时模型引入检测机制,以隔离态节点为中心,对在其检测半径内的邻接节点进行检测。研究表明,该模型的传播行为最终演化状态存在3种主要模式:稳态、周期性振荡和非周期性振荡,在能有效降低疾病传染率的情况下,划定精准检测范围可有效控制疾病大规模传播。

考虑动态过程的可调资源集群多时间节点响应潜力评估方法

随着高比例可再生能源的接入,负荷侧可调节资源成为各类电网平衡调节业务的重要手段。为获取可调资源集群在各种不确定性因素影响下不同时间节点响应潜力的概率分布,提出了考虑动态过程的可调资源集群多时间节点响应潜力评估方法。该方法首先提出考虑响应动态过程的响应潜力评估指标,然后使用集成经验模态分解和堆栈自编码器提取可调资源用电特征,接着将该特征用于求取消费者心理学模型中的关键参数,最终形成各时间节点下可调资源集群响应潜力的概率分布。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性,并分析了典型业务场景下集群的有效响应潜力。

无线传感网中基于时变多旅行商和遗传算法的多目标数据采集策略

相比传统数据路由的数据采集技术,无线移动节点技术逐步成为近年来无线传感网中数据采集的另一种新技术。由于其中对静态节点遍历次序的求解本身是一个NP难问题,提出了一种更为通用的基于多移动节点的多目标数据采集策略,将此问题建模为一种时变多旅行商问题模型。考虑到其属于NP难的离散优化问题模型,设计了一种针对问题特点的混合遗传算法来求解多个移动节点的规划路径,并对设计的算法给出了收敛性证明。通过对公开数据集的测试证实,所提基于多移动节点采集数据的时变旅行商问题模型和设计的求解算法确实能有效地提高数据采集的效率和实时性。

基于超声波六元阵列测距的WSN节点定位技术研究

基于超声波测距的定位技术以其精度高、范围广和性能稳定等优点,在无线传感器网络中广泛应用。为了实现较大范围的高精度定位,利用自主实现的超声波六元传感器阵列进行TDOA测距,并进行测距误差分析,然后采用基于测地距离的多维定标算法(Geodesic Distance MDS)进行无线传感器网络节点定位。在MATLAB平台下与Cricket采用的迭代式三边定位和AHLoS采用的多点定位算法进行对比仿真实验,结果表明Geodesic Distance MDS算法在不同网络规模和测距误差条件下均能够获得更高的定位精度和较小的定位误差。

城市多网点配送车辆调度模型与算法研究

通过对城市多网点车辆调度特点的深入分析和研究,建立了追求总体效益最优的多网点车辆调度多目标决策模型,并设计了求解该模型有效的启发式算法。

无线传感器网络LEACH协议的探讨及改进

本文探讨了无线传感器网络(WSN)的一种路由协议LEACH及可行的改进。因为考虑了网络负载平衡,多跳,节点剩余能量等因素,该改进方案可延长WSN网络生存时间,增加LEACH协议的适用范围。

基于改进多时隙散点算法的大数据任务调度

针对当前大数据任务的调度管理,传统的调度处理方法采用随机调度机制,从单个节点的性能出发,无法达到全局最优化的效果。提出基于改进多时隙散点算法的大数据任务调度管理方法,为了克服多时隙调度算法的缺点,运用多时隙调度算法时,引入了一个管理因子,对系统节点进行数据调度任务分配,根据分配的任务进行评价和估计,并且不断更新实时任务,追求最优性能,最终达到全局最优化。最后通过一组20节点数据进行测试实验,结果显示,采用改进的多时隙大数据任务调度管理算法,相对于传统调度方法,系统整体效率提高了平均约28%,具有很好的应用价值。

基于水下无线传感器阵列网络多模态信息融合的目标定位

为了进一步提高海洋环境下无线传感器阵列网络(UWSAN)对被动目标三维定位的可靠性和定位精度,在推导多节点网络基于到达时间差(TDOA)定位和基于波达方向(DOA)定位的基础上,应用最小二乘原理,提出适用于UWSAN的TDOA-DOA多模态信息融合定位算法。通过计算机仿真将该信息融合算法与TDOA方法和DOA方法进行比较,结果表明,相对于单模态信息的定位算法,多模态信息融合算法的定位误差更小,性能更加稳定和可靠,具有实际的应用价值。

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。

基于修正时延粒子滤波的水声传感器网络目标跟踪

在水声传感器网络中,利用多个传感器节点探测到的方位信息进行目标跟踪是水下目标跟踪领域的一种新思路。由于水中声速的限制,信号到达各个节点的时间不是同步的,提出了一种修正时间延迟的方法,并将其与粒子滤波(PF)、扩展卡尔曼粒子滤波(EKPF)结合来解决该非线性跟踪问题。仿真分析表明修正时延后,算法的跟踪性能有较大提高;并且在相同条件下,EKPF的跟踪性能比PF好。

一种基于分布式存储系统中多节点修复的节点选择算法

在分布式存储系统中,如何优化失效数据的修复时间以保证系统的高可靠性,已引起了人们的广泛关注.近几年的研究发现修复过程中不同的节点选择机制对数据的再生时间产生很大的影响,已有工作提出了单节点失效场景下的节点选择SPSN(select provider select newcomer)算法,系统中往往存在多个节点同时修复的情况,此时,SPSN算法巨大的时空开销使得数据的再生时间不再最优.对已有真实系统的失效数据及原因进行统计;基于已有算法特点和修复模型,提出了具有更优的多节点选择B-WSJ(bandwidth based weak and strong judgement)算法.为了更好地描述算法,对带宽中节点的关系进行分类,算法利用节点关系分别实现了修复模型中目标节点的浅度和深度判断,并加入一定的预处理和剪枝策略,最终快速选择出具有较优带宽的节点集合.为了评估B-WSJ算法性能,使用Waxman算法产生网络拓扑,依据FTA(failure trace archive)网站所给的真实系统的节点失效模型进行多次实验,仿真结果表明:B-WSJ算法使得节点修复性能得到了很大的提升.

大型多基地雷达分布式控制系统设计

多层结构的雷达控制器是实现分布式大型多基地雷达实时同步协同工作的关键部件。本文首先分析了分布式雷达控制系统的二个主要特点,即需满足雷达实时性,又能完成分布式设备的同步协同工作;针对上述特点,文中提出了一种多层次的雷达控制系统体系结构,并且详尽地论述了各关键技术的实现方法,包括实时性与协同性兼顾的网络系统设计,复合型拓扑结构,双机冗余系统设计等,最后给出了系统软件实现框图。

基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制

为应对高比例分布式光伏并网引起的电压越限和电压波动问题,充分发挥光伏逆变器的实时无功调节能力,提高光伏消纳率,提出基于光伏并网点电压优化的配电网多时间尺度趋优控制方法。长时间尺度下,建立以配电网运行成本期望值最小为目标,考虑状态变量机会约束的两阶段动态随机优化调度模型,制定传统无功电压设备和光伏并网点电压的经济趋优调度计划。短时间尺度下,以并网点电压调度值为追踪目标,提出基于并网点PV-PQ-QV节点类型转换的自适应趋优控制策略,实时调整光伏无功出力和有功削减量。为提高算法效率,提出二阶锥规划与基于拉丁超立方采样概率潮流交互迭代的随机最优潮流解耦法求解两阶段动态随机优化调度模型。算例结果表明,所提方法能够有效解决配电网实时运行过程的电压安全问题,并提高系统运行的经济性。

低工作周期无线传感器网络中的多重洪泛机制

针对低工作周期的无线传感器网络存在数据成功传输率低的问题,提出一种基于洪泛的数据传输机制,即多重洪泛机制(MF)。使用MF时网络中节点在有数据需要发送时,会尝试洪泛K次数据,洪泛次数K由网络需要的成功传输概率决定。仿真实验结果表明,引入多重洪泛未大量增加网络中传输数据分组的数量,节点能耗相比传统的路由算法没有明显增加,同时减少分组的传输时延,提高了分组成功传输的概率。

用于大规模实时连续监测的WSN多信道基站设计

针对无线传感器网络大规模实时连续监测应用中存在的庞大数据传输困难、实时性不足等问题,提出了一种由单基站同时并行接收多个信道数据的网络结构,并设计了能够同时并行接收多信道数据的多信道基站节点。基站设计以FPGA作为核心,控制多个射频模块并行工作在不同信道,控制USB2.0总线实时连续传输数据给监控中心,实现大规模实时连续监测。通过搭建多信道无线传感器网络实时连续监测系统,验证了多信道基站节点的功能。

基于ARM7+FPGA的磁致伸缩超声波位移测量系统

铁磁晶体在外磁场中被磁化时,其长度尺寸及体积大小均发生变化,这一现象称为磁致伸缩现象。随着嵌入式系统和现场可编程器件应用的不断普及,利用磁致伸缩及其逆效应产生或接收超声波的技术用于位移(距离)的测量正在国内逐步推广。基于ARM7+FPGA的磁致伸缩超声波位移测量系统,在传统设计的基础上利用FPGA的特点,通过增加数字峰值检测和增益调整电路,使系统可以方便的实现多点测量和量程拓展,同时充分发挥FPGA快速准确测量时间、编程方便灵活和ARM7快速、计算能力强的优势,并且采用实时校正法保证系统的测量准确度。

基于物联网的环境在线监测系统研究

提出了一种基于物联网的环境在线监测系统的设计方法,该方法采用物联网与互联网技术相结合,在被监测的环境中布置相应环境参数采集器采集数据并通过无线技术实时向服务器上传数据,然后在PC端通过可视化操作界面对数据进行多节点分析和处理,并将结果显示在界面。该方法实现了环境的多参数分析、单个参数多节点分析、实时监测,最终完成环境的在线监测系统设计。通过测试,该方法设计的系统运行流畅,达到了预期的功能且检测数据误差率均小于0.02。

防火联动控制系统中的智能节点控制器

根据国家近期颁布的防火安全行业标准,对传统的常规防火控制器进行了改进和创新,增加了多种故障诊断和多任务实时处理功能,解决了低压逆变大功率驱动技术难点,以满足社会的需要。