单节点的无线传感器网络数据传输优化策略

为了提高无线传感器网络（WSNs）节点能量的利用率,延长WSNs的生存时间,提出了一种单节点的WSNs数据传输优化策略.首先对WSNs结构进行分析,并建立单个传感器节点数据传输优化的数学模型;然后采用惩罚函数法对数据传输过程中的传感器节点能耗进行优化;最后在Matlab 2012平台对其进行仿真分析.结果表明：该方法可以根据环境能量的变化对传感器节点能耗进行自适应优化,提高了节点的累积数据传输总量,可以较好适应环境能量不确定性.     

一种建立可自维护且具有最小能量特性的无线网络的分布式拓扑控制算法

由节点的位置和传输范围确定的无线网络拓扑结构对网络的性能有着重大的影响.拓扑控制通过调节节点的传输功率能够优化网络的性能,减少节点的功率消耗,延长网络的生存时间.文中提出一个分布式的拓扑控制算法,由该算法产生的拓扑结构具有最小能量特性,并且在网络的组成发生动态变化时,算法可以以响应的方式维护全网的连通性和全局的最小能量特性.该算法不仅适用于同质的无线Ad Hoc网络,也适用于异质的网络.仿真研究表明,提出的算法在平均节点度、传输功率的效率以及响应拓扑变化的平均节点数等方面均优于基于直接传输区域的拓扑控制算法.     

考虑节点能量特征的无线传感数据加密传输方法

无线传感数据传输加密过程中,由于忽视节点的能量特征导致网络链路发生抖动,加密传输安全性较差。为此提出考虑节点能量特征的无线传感数据加密传输方法。通过混沌参数调制及时间戳技术,使得二阶映射自身的迭代律不断重复和交替传输,可以有效获取节点能量特征。在此基础上构建节点-链路评估模型,从节点、链路、能量三方面计算并控制无线传感网络的传输能量和功率损耗,促使网络链路状态平稳,以此评估网络安全环境,实现无线传感数据加密传输。仿真结果表明,所提方法的通信开销节约了70%能量,最优抗攻击性为94%,数据融合精确度为93%,有效提高了无线传感数据加密传输安全性。     

生命周期最大化的无线水质监测网络路由优化研究

针对区域集中分布的无线水质监测网络,汇聚节点附近的监测节点容易形成数据传输"热点"而过早死亡,造成能量空洞的问题,将改进的量子遗传算法应用于无线水质监测网络的路由优化。通过建立系统的能耗模型,提出相应的量子编码方式和考虑监测节点剩余能量的适应度函数,设计了水质监测网络优化的量子遗传算法,优化了无线水质监测网络数据的传输路径,避免能量空洞现象过早出现。仿真结果表明该方法能够快速获得监测节点到汇聚节点的最佳路径,显著延长了水质监测网络的生命周期。     

基于最小节点度的WSNs传输功率控制重编程协议

为了降低节点能耗,提高能量的利用率,提出了一种高效节能的基于最小节点度的传输功率控制(MND—TPC)重编程协议。该协议首先根据每个节点的剩余能量、最大的传输功率、节点度和链路质量来进行网络的初始化,然后分2个阶段完成数据传输。第一阶段通过节点密度、节点度和M度节点的百分比等产生传输范围的调整模型来构建高效的优化网络;第二阶段通过对节点之间发送功率和剩余能量的比较来筛选发送节点,以保证网络负载的均匀分布,有效地实现了高效节能,从而提高整个网络的生存周期。理论分析与实验结果表明:与多跳网络编程(MNP)协议在不同发送功率下相比,平均能量消耗至少降低35.48%。     

多级能量异构无线传感器网络的能量预测和可靠聚簇路由协议

传感器网络技术是普通计算中实现位置感知和上下文感知的主要技术手段,有着广泛的应用前景.文中提出了一种适合普适计算环境下多级能量异构尢线传感器网络的新的剩余能量预测REP模型和可靠聚簇路由RCR协议.协议中节点通过建立相邻节点剩余能量预测机制,使选举簇头节点的概率与节点当前剩余能晕直接相关,以优化数据传输路径.均衡节点的能量消耗.延长网络寿命.此外还通过多簇头方法.采用每个簇由多簇头节点共同承担簇头节点的作用,提高数据传输可靠件.仿真实验结果表明,RCR协议能获得比LEACH协议和HEED协议等主要聚簇协议更长的生存时间、更高的能量利用率和更高的数据传输可靠性.     

基于能量收集技术的无线协作网络中继选择

针对目前能量收集技术能够收集到的可用能量受限,导致无线协作网络中继节点处易出现能量短板的问题,为了避免整个网络因中继节点大量死亡而瘫痪,提出了一种基于能量收集技术的无线协作网络中继选择方案,即联合最大能量和最大数据传输链路的中继选择方案。首先,基于节点的能量收集状况,选出每跳中能量最大的节点进行解码转发;然后,结合每连续两跳的链路传输状态,选出与源节点和目的节点之间的数据传输信道最优者作为中继节点。结合Nakagami-m信道衰落模型,将该方案与随机选择方案、最大数据链路信道增益(MaDs)方案和基于中继-窃听链路最小信道增益(BNBF)方案进行对比分析,结果表明:在满足收集的能量足够用于下一时隙能量收集和数据传输的前提下,用于能量收集的比例越小,网络中断概率越小;联合最大能量和最大数据传输链路的中继选择方案在网络中断性能方面优于其他方案,其中断概率随信噪比的增大而减小,特别是当平均信噪比为38dB时,网络中断概率降到10^-5。     

基于蚁群优化解决传感器网络中的能量洞问题

基于多跳的无线传感器网络,越靠近sink的传感器节点因需要转发更多的数据,其能量消耗就越快,从而在sink周围形成了一种称为“能量洞”的现象.“能量洞”问题会导致整个网络由于内部节点能量过早耗尽而结束寿命,同时,网络中离sink较远的节点仍有大量能量剩余.研究“能量洞”现象,基于改进的分级环模型,总结出调节各环内节点的数据传输距离是实现网络节能的有效方法.证明搜索各区域最优的传输距离是一个多目标优化问题,即是NP难问题.从而提出一种基于蚁群优化的分布式算法,各区域根据其节点分布情况自适应地探索近似最优的传输距离,延长网络寿命.模拟实验结果表明,该算法在较短的时间内能够收敛到合理的解,并且得到的网络寿命接近于理想情况下的最优时间,与现有的类似算法相比,该算法提供了更长的网络寿命,并能适用于非均匀节点分布情况.     

吞吐量最大化的二维无线能量传输算法

针对无线网络中节点能量的局限性,提出了一种网络吞吐量最大化的二维无线能量传输优化算法。根据各节点捕获能量的时域分布,依次从节点维度和时间维度进行节点间的能量分配和传输。根据两节点间的高斯双工信道模型,建立基于能量传输的网络吞吐量模型。引入节点维度和时间维度的能量传输效率,建立了能量传输解析模型,并提出二维无线能量传输算法,实现了网络吞吐量最大化。实验结果表明,该算法能有效地优化网络节点能量分配,提高网络的总吞吐量。     

无线传感器网络中一种负载均衡的跳跃式路由协议

如何实现能量的高效利用,延长网络的生命周期一直是无线传感器网络研究的热点.在传统的路由协议中,靠近基站的节点由于要转发其它节点的数据容易过早耗尽能量而失效.本文基于传感器节点传输功率可调这一假设,提出了一种负载均衡的跳跃式路由协议(LBR).协议中每个节点维护K跳的路由表.在需要发送数据时,剩余能量较少的节点将数据发送给下一跳节点,而剩余能量较多的节点可以跨越多跳进行数据传输.从而均衡了节点的能量消耗.模拟结果表明,采用该协议建立的路由,不仅具有延时小,数据传送的路径长度短,维护简单等优点,并且能够改善网络的负载均衡,极大地延长网络的生命周期.     

节能降耗系统平台及关键技术研究 *

针对目前工矿企业节能降耗所遇到的问题 ,提出企业节能应该首先实现能源管理信息化 ,由注重单体设备节能向系统优化节能转变。基于此理念 ,构建了基于分布式体系架构的节能降耗系统平台 ,对企业生产环节和关键设备的能源消耗实行全面监测、管理和控制 ,实现节能的制度化和长效化。     

能耗感知的绿色数据库研究综述

随着全球的低碳化趋势以及以数据为中心的计算趋势,研究节能的绿色数据库系统已成为政府、企业和学术界共同关注的问题。然而,已有的数据库系统与算法大都针对性能目标而设计,缺乏对能耗的感知与处理,包括能耗有效性以及能耗同比性等问题的考虑。围绕绿色数据库系统的发展需求,对绿色数据库技术中的关键问题进行了讨论,重点阐述了数据库系统能耗有效性,以及面向数据库节点集群的能耗同比性等问题。在此基础上,给出了能耗感知的绿色数据库技术的未来发展方向,为该方向的进一步深入研究提供新的参考。     

Improvement of energy model based on cubic interpolation curve

In CAGD and CG,energy model is often used to control the curves and surfaces shape.In curve/surface modeling,we can get fair curve/surface by minimizing the energy of curve/surface.However,our research indicates that in some cases we can’t get fair curves/surface using the current energy model.So an improved energy model is presented in this paper.Examples are also included to show that fair curves can be obtained using the improved energy model.     

比特驱动的瓦特变革—信息能源系统研究综述

采用科学知识图谱的方法系统梳理了信息能源系统研究的整体概况, 以数据和知识混合驱动的方式展现了信息能源系统专业领域的热点领域和学术链条, 并聚焦4个重点研究领域: 优化调度、一致控制、用户驱动的优化管理、信息能源深度融合系统. 在共被引分析基础上, 依据文献重要性和贡献度人工筛选出高影响力文献, 梳理了信息能源系统研究演化发展趋势. 分析表明, 当前信息技术作为有力的支撑驱动了能源系统的发展, 但信息与能源之间的联系仍不够紧密, 对能源数据价值的充分挖掘等问题亦需进一步研究.     

一种云计算环境下的能效模型和度量方法

提出一种云计算环境下的能效模型和度量方法.首先定义了能效的数学表达及其测量和计算方法,并推导出了能效最大值的发生条件;其次,为方便能效计算,改进了计算机功率和CPU工作状态之间关系的数学表达,通过CPU使用率和频率来计算能效,从而简化了能效测量方法,此外,还设计并实施了大量实验,验证了提出的能效模型的正确性;同时对单机环境,云计算环境中CPU密集型、I/O密集型和交互型运算进行能效评估,总结其能效规律和优化办法,理论和实验证明,所提出的能效模型和计算方法能够准确地评估云系统的能效,并为能效优化奠定基础.     

基于单片机的三相交流电能测量系统的研究与实现

本文介绍了用８０９８单片机测量三相交流电能的设计思想和实现方法，详细描述了系统的硬件电路和软件设计阐述了“硬件软件化”的设计方法，扼要说明了提高系统可靠性的措施。     

基于MSP430的无线充电器系统设计

本设计是基于手机锂电池来研究无线电能传输的,采用电磁感应方式进行电能传输。首先,对系统电能传输方式和锂电池充电的工作原理进行分析,其次对系统的硬件和软件进行分析。在理论分析的基础上,借助工具对无线充电系统进行调试,采取数学数据分析方法对设计系统进行验证,分析出系统传输电能的最大距离、最优效率、最大功率,最终设计出多功能无线充电平台。     

公共机房微机节能方法探索

分析了微机机房管理中不容忽视的能耗问题,探讨了通过加强机房节能技术应用与管理维护等方面的工作,以达到机房节能降耗的目的的相关方法与手段     

超网络能量研究与应用

图能量是图论研究的重要内容,图能量及其变种已在无向图、有向图、混合图等其他多种类型的图中得到很多成功的应用。超网络是一类较传统意义上的复杂网络更为复杂的网络。大多数图能量均是基于矩阵特征值计算得到的,无法推广应用到超网络中,应用范围受限。基于网络维数的网络能量已先后应用于无向图、有向图等多种类型图的分析研究中,并与无向图的图能量及有向图的斜能量等其他类似能量之间存在密切关联。基于超网络的超网络维数,结合网络能量,将超网络维数应用于超网络中,提出了超网络的超网络能量,给出了超网络能量的若干上下限,论证了超网络的超网络能量与图的网络能量之间的内在关联,最后分析了超网络的超网络能量若干重要性质。     

钢铁企业能源中心系统设计

在钢铁企业生产过程中,能源的稳定供给是保证正常生产的必备条件之一.如何高效、合理利用能源,已成为当今钢铁企业必须面对和亟待解决的战略问题.为了加强对钢铁企业复杂多样的能源介质和能源设施的综合管理,以国内某大型钢铁联合企业为背景,针对该企业能源管理分散和调度系统独立等问题,从系统总体结构和系统主要功能等方面介绍了能源中心...