一种无线多跳网络业务性能跨层优化方法

为满足无线Mesh网络和Ad Hoc网络业务不同性能的要求,提出了一种跨层优化算法,给出了保证业务平均误包率的自适应调制编码的实现方法,并结合信道、冲突、缓冲区和业务要求等分析了业务性能.在此基础上,提出了调节误包率、优化业务吞吐率,并通过加权以满足业务不同吞吐率和延迟要求的优化算法,优化综合了物理层、MAC层、链路层和业务要求的影响.为验证算法的正确性,进行了仿真分析.结果表明,在给定的参数下,与未优化相比,丢包率约减小35.3%,延迟约降低65.6%.     

基于半马尔科夫链的中小堤坝WSN节点能耗研究

无线传感器网络技术的引入,为中小型堤坝监测技术的发展提供了新思路。由于无线传感器网络节点采用电池供电,而堤坝环境中的数据监测条件比较苛刻,电源更换相对困难,无线传感器网络节点能耗的优化在延长整个无线传感器网络生命周期过程中显得尤为重要。本文介绍了无线传感器网络中节点能耗的主要分布,并提出了降低节点能量消耗的策略。借助半马尔可夫链理论建立了节点能耗的数学模型,分析了WSN节点的能耗情况,在保证正常数据通信的情况下,通过对节点状态的管理,延长节点的睡眠时间,从而达到降低整个网络能耗的目的。     

DV-HOP定位算法改进研究

节点定位是无线传感器网络中的关键技术之一．基于无线传感器网络中DV-HOP定位算法分析的基础上,提出了一种改进算法．该算法通过RSSI测距技术测量点到点的距离,并在多跳网络中对累加距离进行广播,最后在节点位置估计过程中引入了加权质心算法进行定位．实验结果表明,改进后算法复杂度低,定位精度有明显的提高．     

无线Mesh网络的跨层设计理论与关键技术

由于无线M esh网络(WMN)在拓扑、传输和业务上的特性,传统的用于有线网络的分层协议设计方法已不能保证其服务质量(QoS).探索基于物理层、MAC层、路由等协议层的WMN跨层设计方法的目标是在无线资源利用率和多媒体业务的QoS需求两方面达到较好的折衷.WMN各个协议层在设计过程中的有关协议和算法要求附加统一的跨层管理器,监测各层的分组传输性能或需求,动态控制或调节相关算法.通过实现较高协议层的多媒体业务QoS需求与较低协议层的网络状态信息在各协议层之间的共享,可以达到对协议层控制算法的优化.在合理地选择跨层设计目标的基础上,多个协议层需要联合设计与优化.从物理层、MAC层、路由协议层和TCP层等层面介绍了WMN跨层设计的一般原则和方法.归纳了目前WMN跨层设计中亟待深入研究的一些理论和关键技术,包括自适应速率与节能机制、基于QoS需求的跨层MAC协议设计和路由协议设计等.     

UWB传感器网络跨层优化模型的构建与实现

跨层设计是提高无线传感器网络整体性能的一种有效方法．文中在综合考虑MAC层调度、物理层功率控制、网络层路由三方面因素的基础上，结合UWB技术超带宽、低信号功率的特点，以实现网络最大数据传输速率为目标，构建了UWB传感器网络跨层优化模型．仿真实验结果表明，根据模型最优解进行网络配置可充分利用网络资源、显著提高网络的数据传输速率，以构建、求解优化模型的方式解决网络跨层问题是切实可行的．     

介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法

引入移动汇聚节点解决无线传感器网络高效数据收集问题.网络中固定汇聚节点与移动汇聚节点共存,全部传感器节点都拥有维护到固定汇聚节点的路由,移动汇聚节点进入网络后定期向其附近小范围内的传感器节点扩散自己的声明信息,传感器节点向距自己跳数最小的汇聚节点发送或转发数据包.移动汇聚节点和距离其一跳的传感器节点之间通过有效的应答机制来保证数据的可靠传输.通过仿真结果显示引入移动汇聚节点的数据收集在节省能耗方面明显优于传统网络.在延长网络生存时间的同时,可以获得较高的数据传输成功率和较短的数据传输延迟.     

基于线型双sink节点的高速铁路沿线WSN部署策略

针对传统线型无线传感器网络单sink节点部署策略用于高速铁路沿线的问题,提出一种适用于高速铁路沿线的线型双sink节点无线传感器网络部署策略.通过一段轨道两端部署双sink节点并采用非均匀分组的线型无线传感器方式部署普通节点,同时引入改进后的蚁群算法服务路由协议,以解决高速铁路沿线环境下能耗均衡以及路由协议的建立等问题.理论分析和实验仿真结果表明,所用的部署策略节点能够均衡网络能耗,有效避免"能量空洞"引起的问题,可延长网络生命周期、提高算法收敛速度.     

基于无线传感器网络技术的山区高速公路边坡监测方案

基于2.4GHzZigBee通信协议的无线传感器网络技术设计的高速公路边坡稳定性实时监测系统方案,由自组多跳的多无线传感器节点构成数据采集传输簇群,通过GPRS模块将数据传输至远程监控中心辅助决策,对此已完成通讯测试和模拟组网调试,充分证明了该方案设计能够满足边坡稳定性实时监控的需要。     

基于无线传感器网络技术的山区高速公路边坡监测方案

基于2．4GHz ZigBee通信协议的无线传感器网络技术设计的高速公路边坡稳定性实时监测系统方案,由自组多跳的多无线传感器节点构成数据采集传输簇群,通过GPRS模块将数据传输至远程监控中心辅助决策,对此已完成通讯测试和模拟组网调试．充分证明了该方案设计能够满足边坡稳定性实时监控的需要。     

基于节点贡献的无线传感网络事件区域检测容错算法

针对无线传感网络事件区域检测问题,在考虑事件区域附近的节点之间的感知信息存在时间-空间相关性的基础上,提出了一种基于节点贡献的事件容错算法,根据节点感知数据的时空关系,利用节点的贡献进行事件区域数据融合,并引入节点可靠度,来提高节点检测的可靠性,降低节点自身不确定性对检测结果的影响.仿真结果表明,在节点发生故障率30%的情况下,算法依然能够得到90%以上检测精度与故障识别率.     

数据链中基于动态博弈的联合功率与速率控制

为了满足机间数据链多种业务功能的需求以及大数据量战场信息传输需求,需要对各节点传输速率和发射功率进行联合控制,提出了一种基于动态博弈的联合功率与速率控制算法.在速率与功率控制中同时引入动态博弈,解决了传输速率与发射功率的最优化问题,证明了该算法纳什均衡点的存在性和唯一性.通过算法仿真表明,提出的动态博弈算法与固定速率功率分配算法、传统的静态博弈联合控制算法相比,各节点的传输速率值至少提升了约50.92%,收敛速度提升了约50%,发射功率收敛速度提升了80%,使系统具备更强的稳定性和公平性.      

一种高动态交通场景下的协作接入协议

车辆自组织网络(Vehicular Ad Hoc Network, VANET)能够提高人们出行的安 全性和舒适性,成为学术界和工业界的研究热点.然而由于NET特殊的应用场景,如拓扑 高动态、节点高密度、信道质量的不稳定等特性,导致网络中数据的可靠性难以得到保证. 我们在传统自组织网络的研究成果基础上,提出了基于TDMA (Time Division Multiple Access)的分布式协作MAC (Media Access Control)协议,称之为C-T-MAC(Cooperative TDMA MAC).C-T-MAC算法引入了协作通信的概念.源节点与目的节点传输失败后,选 定的协作节点选择网络中一个空闲的时隙向目的节点转发数据,完成协作通信过程.仿真 结果表明,C-T-MAC算法提高了网络的吞吐量和数据传输的可靠性.     

沥青混合料拌和过程实时监控

为控制道路施工过程中沥青混合料的拌和质量与拌和状态, 提出一种以非介入方式利用模板匹配识别算法实时提取骨料、粉料、沥青质量数据、拌和时间及温度等沥青混合料主成分数据信息的方法, 根据识别到的沥青混合料数据信息建立了数据采集与传输的时序逻辑关系; 在WEB监控中心下可视化显示了沥青混合料配合比误差、级配误差、拌和时间和温度等关键信息, 并利用这些多模态信息融合策略评价了沥青混合料的拌和质量; 根据施工过程中沥青混合料类型的先验知识分析了混合料数据的动态变化, 在无人工干预的情况下自动识别了实时生产的沥青混合料类型; 建立了骨料数据的模型分布, 并结合拌和时间判断拌和设备的运行和筛分状态; 存储实时接收到的数据, 实现了沥青混合料历史数据跨时间查询和成本评判。研究结果表明: 利用模板匹配识别算法采集沥青混合料字符数据时间为4.9 ms, 识别准确率达100%, 满足了施工中沥青混合料拌和数据采集时间间隔小于0.02 s的要求, 实现了施工过程中沥青混合料数据的连续检测、自动识别、实时跟踪和可视化监控; 当沥青混合料质量不合格或拌和设备出现故障时可实时预警, 为综合评价沥青混合料拌和过程与实时掌控沥青混合料拌和质量提供了依据。      

基于WSN 的铁路防灾安全监控系统研究

本文在分析铁路防灾系统架构和特点的基础上,使用无线传感器网络（WSN） 技术对现有系统进行无线化改进.充分发挥WSN的优点,采用Zigbee 和RFID技术,设计 基于WSN的铁路防灾系统架构、组网方案和数据传输方案.在现有防灾监控系统功能的 基础上,新增车地传输功能,将列车运行前方的环境情况发送给列车,为列车运行提供参 考.此外,详细研究Zigbee节点和RFID节点的部署方案,并对节点部署情况进行仿真及实 例分析.本系统能够降低防灾系统的安装难度和部署成本,并为列车实时提供前方运行环 境情况,为高速列车的安全运行提供保障.     

树状结构网络在列车状态监测中的应用

为确保大数据量下列车状态数据传输有序、传输错误可修复,建立了列车状态监测设备树状组网模型,分析了树状拓扑列车在途监测系统应用的可行性,继而给出了支持自由挂载的车载设备组网算法,实现了基于以太网的数据传输和路由数据结构与算法在NS-2工具上的建模.仿真结果表明,树状网络延时主要受制于发送端与接收端所在网络的深度,相对于EXP流量模型和使用TCP协议,在树状网络中使用CBR流量模型与UDP协议能够获得更好的性能.     

基于无线传感网的铁路隧道环境无线监测系统设计

依据隧道环境监测需求及特点,提出了一种环境参数无线监测系统设计方案,实现了ZigBee短距离无线通信技术与GPRS远程通信技术的有效结合,完成了传感器网络中数据采集节点以及网络协调节点的硬件和软件开发,并设计了适合于数据实时传输的通信协议.测试表明,该系统测量误差小,可靠性高,适合应用于铁路隧道环境监测.     

基于改进YOLO v3模型与Deep-SORT算法的道路车辆检测方法

针对道路车辆实时检测遮挡严重与小目标车辆漏检率高的问题，提出了基于改进YOLO v3模型和Deep-SORT算法的车辆检测方法；为提高模型对道路车辆的检测能力，采用K-means++聚类算法对目标候选框进行聚类分析，选择合适的Anchor box数量，并在网络浅层增加了特征提取层，可提取到更精细的车辆特征；为加强网络对远近不同目标的鲁棒性，在保留原YOLO v3模型输出层的同时，增加了一层输出层，将52像素×52像素输出特征图经过上采样后得到104像素×104像素特征图，并将其与浅层同尺寸特征图进行拼接，实现车辆目标的检测；为了降低目标遮挡对检测效果的影响，提高对视频上下帧之间关联信息的关注度，将改进YOLO v3模型和Deep-SORT算法相结合，以此来弥补两者之间的不足。试验结果表明:改进YOLO v3模型有效地提高了车辆检测的性能，与在网络浅层增加特征提取层的模型相比，平均精度提高了1.4%，与增加一层输出层的模型相比，平均精确度提高了0.8%，说明改进YOLO v3模型提取的特征表达能力更强，增强了网络对小目标的检测能力；改进YOLO v3模型在引入Deep-SORT算法后，查准率和召回率分别达到90.16%和91.34%，相比改进YOLO v3模型，查准率和召回率分别提高了1.48%和4.20%，同时保证了检测速度，对于不同大小目标的检测具有良好的鲁棒性。      

基于CAN总线的摊铺机自动找平控制系统

为提高路面摊铺平整度,研究了一种基于CAN总线的多点(多探头)非接触式摊铺机自动找平系统,给出了系统总体结构、CAN节点的硬件电路及软件主要流程,采用多重滤波方法进行数据处理,滤除摊铺机作业过程中偶然因素造成的跳点数据,提高系统的抗干扰性能。采用该找平系统对单探头和多探头找平方式进行了对比试验,结果表明多探头方式找平效果优于单探头方式;与接触式自动找平系统对比实验表明采用该找平系统中面层平整度平均值较接触式提高了3.2%,上面层提高了7.8%。     

基于主动发送/串口监听模式的实时数据采集

针对数据采集中的实时性问题，提出了一种新的数据采集方案．该方案建立智能设备主动向串口发送数据，应用计算机多线程技术建立串口监听线程．去掉了传统数据采集方案串口通信中握手和断开连接的过程，同时也保证了数据传输的可靠性．实验结果表明，每次传输20字节时，传输时间可以缩短到原来的约20％。该方案方案已经得到了实际应用．