移动物联网非完整约束中继的协同任务规划

为实现突发事件的应急决策和态势评估,满足对重点区域的地面全景或空间立体信息可靠节能地远距离传输要求,本文将无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为空基感测平台,研究应急移动物联网应用中无人机编队能量受限条件下的远距离通信问题,提出面向非完整约束多地面移动中继的协同任务规划方法.首先,对该类物联网进行系统建模;其次,根据所建模型中无人机空基平台立体地分布于重点空域的特点,研究了地面移动中继区域分配算法、位置更新算法.在提供可靠节能通信的同时,确定其覆盖范围和最优布署方案.再次,针对地面移动中继非完整约束导致的对UAV空基平台分簇覆盖的拓展性不足,研究了多个地面移动中继的联合运动策略,以应对部分地面移动中继失效或因降低移动物联网的成本而出现地面移动中继数量减少的状况.最后,通过实验验证了本文所提方法的有效性.

基于旋翼无人机近地面空间应急物联网节点动态协同部署

针对基于旋翼无人机的近地面空间应急物联网在缺少地面基站和能量受限的情况下,可靠节能地远距离传输重点区域全信息的要求,研究由无人机组成的移动Ad-Hoc网络的远距离通信问题,提出近地面空间应急物联网空地节点动态协同部署方法.首先,对该类物联网进行系统建模;其次,根据所建模型中无人机编队大范围、队列化、微漂移地分散于监测区域的特点和编队的联合分布情况,在提供可靠通信的同时,将系统通信能耗和移动能耗的计算构建成二次约束二次规划问题;再次,根据Gerschgorin圆盘定理和根的存在性定理,证明了此问题为凸优化问题,进而可求解得到移动地面站的最佳路径点,实现近地面空间应急物联网空地节点动态协同部署.最后,通过实验,从通信耗能和运动耗能两方面验证了本文所提方法的有效性,同时,也分析了影响本文所述方法效能的因素.

物联网中基于信任抗On-off攻击的自适应安全机制

为了降低静态安全机制中不必要的数据源认证开销和防御信任阈值机制中存在的On-off攻击,在物联网(IoT)环境下提出了一种基于信任的自适应安全机制。首先,根据节点在信息交互中的行为表现建立节点间的信任评估模型,进而给出节点总体信任值的度量方法;然后,对于总体信任值高于信任阈值的节点,采用基于信任的自适应检测算法实时地检测这些节点总体信任值的变化情况;最终,中继节点根据自适应检测的结果决定是否验证接收到的消息。仿真实验结果和分析表明,该机制降低了中继节点的能量开销,同时对物联网中的On-off攻击起到较好的防御作用。

云环境中基于信任分散策略的数据共享方案

针对不完全可信云环境中数据共享的安全问题,提出基于信任分散策略的数据共享方案。将原始数据拆分成动态数据和静态数据,动态数据采用在用户私钥内添加全局标志的密文策略属性基加密算法加密存储于一个云端,并在用户撤销时利用代理重加密技术改变访问结构;静态数据采用对称加密算法加密,存储于另一云端。安全性分析和实验表明,该方案能有效防止动态数据的串谋攻击并保证用户撤销的后向安全性,满足实际云环境中数据安全共享需求。

地下LoRa无线传感器网络的传输测试系统研究

【目的】以智能手机为核心,研制成本低、使用简单的面向LoRa地下无线数据传输的测试系统。【方法】该测试系统由安装了测试用的App智能手机和与之匹配的地下测试节点组成。利用该系统进行场景测试,测定影响土壤中LoRa无线数据传输效果的因素并讨论对应的数据传输方法。【结果】测试结果表明,该系统运行可靠、使用方便灵活,LoRa低功耗广域网技术亦可以较为可靠地满足土壤介质中的无线传感器网络数据传输需求。【结论】本系统可为未来地下LoRa无线传感器网络的工程应用提供相应的测试手段。

群智能算法在气体源定位中的应用综述

近几年频繁发生的气体泄漏事件使得气体源定位成为了公共安全领域亟待解决的问题。气体源定位问题本质上可以转化为最优化问题,群智能算法作为一种高效的优化算法,为其提供了一个全新的解决方案。介绍了气体源定位问题的研究背景和研究现状;根据群智能算法在气体源定位中应用的研究思路和研究内容对具有代表性研究成果进行了分类综述和对比分析;对目前基于群智能算法的气体源定位研究中存在的问题和未来发展趋势进行了分析和展望,对气体源定位问题的进一步研究提供一定的参考作用。

基于骨骼向量夹角的人体动作识别算法

人体动作识别是计算机视觉领域的研究热点,特别是在智能家居中,由于动作特征提取受到环境等各方面的干扰以及动作本身的多样性,使其识别难度更大。利用KINECT摄像头进行特征提取;对提取到的特征数据进行动作描述及优化;采用神经网络对特征数据进行训练,方法取得了较好的性能。对比性实验结果验证了方法的有效性。

机会网络下基于信任机制的改进Epidemic算法

针对Epidemic算法导致机会网络拥塞引发的路由可靠性问题,提出一种基于信任机制的改进Epidemic算法。通过构建节点之间的信任机制,提供具有足够可信度的节点作为消息的下一跳转发节点,使消息进行有限规模的泛洪传播。仿真实验结果和分析表明,改进后的Epidemic算法避免了泛洪机制引发的网络拥塞问题,并且在路由可靠性和传输性能上有一定的提高。

云计算环境下基于属性的撤销方案

针对云环境下密文策略属性基加密共享数据的访问权限撤销问题,提出了基于属性的撤销方案。方案中可信第三方从带有全局标识的用户属性集中查找满足密文访问结构的属性集,为该交集中的每个属性生成带有相同全局标识的密钥组件,通过组合密钥组件生成用户私钥。当发生撤销时,更新撤销用户属性的密钥组件并分发给拥有该属性的其他用户,同时生成对应的重加密密钥来对密文重加密。安全性分析和实验表明,本方案是选择明文攻击安全的,能有效实现属性的即时撤销,解决多授权结构密钥分发的同步问题。采用hash函数可使密文长度达到常数级,进一步减少资源开销,满足实际云环境中属性安全撤销的应用需求。

三维空间的自适应气体源定位方法

现有气体源定位方法大多在在二维平面上开展研究,与气体扩散的三维特性不符,且无法兼具烟羽发现、烟羽跟踪以及气体源确认功能,为此提出一种三维空间的自适应气体源定位方法。利用改进烟花算法协调多无人机进行气体源定位,烟花爆炸产生火花的过程即对目标空间的搜索过程,改进烟花算法特殊的爆炸机制和选择策略使该方法可以自适应地进行烟羽发现、烟羽跟踪以及气体源确认,完成气体源的定位任务。采用高斯烟羽模型进行仿真验证,实验结果表明了所提方法能够在三维空间环境下快速准确地定位到气体源。

基于改进Mahony互补滤波算法的三维运动轨迹恢复

针对定位和导航的研究,需要不同程度地恢复物体在室内场景下的三维运动轨迹,提出基于改进的Mahony互补滤波算法求解三维运动轨迹的方法。实验使用智能手机内置运动传感器和MPU6050九轴运动传感器,仅采用传感器的加速度和角速度数据,通过卡尔曼滤波预处理;利用四元数更新旋转矩阵,积分求得位移并进行补偿得出轨迹。为了验证算法的可靠性,比较了改进算法、传统互补滤波算法和经典四阶龙格库塔(Runge-Kutta)所求轨迹曲线,改进Mahony互补滤波算法求得轨迹准确性和鲁棒性更佳,基本满足三维运动轨迹恢复的需求。

机会网络中基于博弈论的可信路由模型

针对机会网络中的自私节点会威胁路由安全并影响机会路由的传输性能问题,提出一种基于博弈论的可信路由模型.在定价-竞价交易模式下,源节点根据消息的重要程度定价,中间节点依据自身转发能力竞价获得转发机会,使用博弈理论分析节点不同决策行为下的博弈收益.仿真实验结果和博弈分析表明：可信路由模型通过区别节点价值有效规避了自私节点,增强了路由的安全性和可靠性,并在传输成功率、传输时延和路由开销等方面表现出较好的性能.

无标注L型Petri网语言属性判定的一种方法

Petri网和自动机是离散事件动态系统建模的两种重要方法,研究这两种模型之间的关系,对于更好地理解和控制离散事件动态系统的行为具有重要作用.本文从形式语言的角度对该问题进行了研究,提出了判定无标注L型Petri网语言属性的方法,引入有效递增子和线性子等概念来刻画Petri网语言的性质.对于一个Petri网PN,当PN没有有效递增子时,PN对应的Petri网语言是正则语言.当PN的某个有效递增子有两个及其以上线性子时,PN对应的Petri网语言是上下文有关的.当PN的所有有效递增子只有一个线性子时,如果只有一个有效递增子,则PN对应的Petri网语言是上下文无关的;如果PN有两个及其以上有效递增子,则顺序引发、嵌套引发和选择引发时PN对应的Petri网语言是上下文无关的,并发引发和交叉引发时PN对应的Petri网语言是上下文相关的.本文还对可达树进行了改进,给出了利用改进后的可达树来判定有效递增子的方法,从而使得本文给出的判定无标注L型Petri网语言属性的方法具有可操作性.