SG-Edge: 电力物联网可信边缘计算框架关键技术

随着国家电网电力物联网的逐步推进,作为其核心支撑技术的边缘计算框架逐渐成为研究热点.首先,总结了物联网和边缘计算框架方面的已有研究工作;其次,通过分析电力物联网在业务场景、边缘计算、信息安全等方面的关键技术难题,提出了一种适应于电力物联网的可信边缘计算框架SG-Edge;随后,结合边缘框架的可信防护关键难题,给出了硬件可信引导、软件行为动态度量等关键技术方法;最后,从业务适应性、安全性以及性能等方面对SG-Edge进行了全面评估,并对未来研究可能面临的挑战进行了展望.     

基于Drools规则引擎的物联网数据查询方法设计

物联网(IoT)数据具有数据量大和实时性好的特点。通过复杂事件处理技术处理物联网数据时需要设置复杂的规则,但规则往往会随着业务的变化而变化。Drools规则引擎可以通过分离的配置文件设置规则,在不修改设备数据或管理平台代码的情况下,筛选到匹配规则的数据或事物。为解决DRL规则文件架构和决策表文件架构筛选数据产生的重复匹配的冗余问题,设计了一种修正数据库的数据查询方法。在不同数据量、不同规则数的查询环境下,对DRL规则文件架构、决策表文件架构和修正数据库架构进行了数据查询性能分析。实验结果表明:修正数据库架构在大数据量查询时时间损耗更少,可有效减少冗余。     

基于物联网平台的动态权重损失函数入侵检测系统

随着物联网（IoT）接入设备越来越多,以及网络管理维护人员缺乏对IoT设备的安全意识,针对IoT环境和设备的攻击逐渐泛滥。为了加强IoT环境下的网络安全性,利用基于IoT平台制作的入侵检测数据集,采用卷积神经网络（CNN）+长短期记忆（LSTM）网络为模型架构,利用CNN提取数据的空间特征,LSTM提取数据的时序特征,并将交叉熵损失函数改进为动态权重交叉熵损失函数,制作出一个针对IoT环境的入侵检测系统（IDS）。经实验设计分析,并使用准确率、精确率、召回率和F1-measure作为评估参数。实验结果表明在CNN-LSTM网络架构下采用了动态权重损失函数的模型与采用传统的交叉熵损失函数的模型相比,前者比后者在使用数据集的地址解析协议（ARP）类样本中在F1-Measure上提升了47个百分点,前者比后者针对数据集中的其他少数类样本则提升了2个百分点~10个百分点。实验结果表明,动态权重损失函数能够增强模型对少数类样本的判别能力,且该方法可以提升IDS对少数类攻击样本的判断能力。     

面向物联网的近地轨道超大规模卫星星座数据命名机制

基于信息中心网络（ICN）的近地轨道（LEO）超大规模卫星星座是一种支持物联网（IoT）非常理想的网络架构,而数据命名是ICN基本问题之一。针对IoT低时延传输、高吞吐量的数据分发的需要,提出了一种基于ICN的面向IoT的LEO超大规模卫星星座数据命名机制。首先,该数据命名机制采用一种融合分层、多分量、哈希的扁平一体结构。然后,采用前缀标记描述分层名称,满足网内功能中多源快速检索的需要。最后,为检验所提数据命名机制的性能,设计开发了一个基于网络仿真器3（NS-3）的面向IoT的LEO超大规模卫星星座仿真平台。测试仿真结果表明,与传统的基于互联网协议（IP）的体系结构相比,所提出的数据命名机制能够为面向IoT的LEO超大规模卫星星座提供高吞吐量和低延时等更高的服务质量（QoS）。     

面向IoT的两级多接入边缘计算节能卸载策略

多接入边缘计算（multi-access edge computing,MEC）技术将计算和存储资源下沉到网络边缘,可大幅提高物联网（Internet of things,IoT）系统的计算能力和实时性。然而,MEC往往面临计算需求增长和能量受限的约束,高效的计算卸载及能耗优化机制是MEC技术中重要的研究领域。为保证计算效率的同时最大程度提升计算过程中的能效,提出了两级边缘节点（edge nodes,ENs）中继网络模型,并设计了一种计算资源及信道资源联合优化的最优能耗卸载策略算法（optimal energy consumption algorithm,OECA）。将MEC中的能效建模为0-1背包问题;以最小化系统总体能耗为目标,系统自适应地选择计算模式和分配无线信道资源;在Python环境下仿真验证了算法性能。仿真结果表明,相比于基于有向无环图的卸载策略算法（directed acyclic graph algorithm,DAGA）,OECA可将网络容量提升18.3%,能耗缩减13.1%。     

轻量级的一对多认证和密钥协商方案

在物联网数据传输过程中,需要认证通信双方的身份和加密传输数据.目前,已有大量的认证和密钥协商方案已经被设计,但是,现有方案容易遭受多种攻击,例如智能卡被盗攻击,拒绝服务攻击等;针对现有方案存在问题,本文提出了一种轻量级的一对多认证和密钥协商方案,在用户端和传感器端分别使用椭圆曲线密码学和异或操作来实现相互认证,利用预共享密钥的方法将传感器端扩展为多个.最后,通过功能比较,计算代价,通信代价对比,显示所提方案优于其他方案,更适合于多传感器场景.     

基于RFID和WSN的新型物联网智能停车系统

结合RFID、WSN、NFC、移动等多种技术,提出了一种新型的物联网智能停车系统。它能够实时收集有关停车位占用状态的环境参数和信息。为了降低系统的成本,分析了太阳能RFID标签作为汽车检测系统的可能性。此外,还安装了一个基于静态Java和Google云端消息传递技术的软件应用程序,以便管理警报事件。为了证明所提出的方案能够满足创新的智能停车系统的实际需求,对太阳能标签提出了可行的检测方案。     

Random forest classifier‐based safe and reliable routing for opportunistic IoT networks

Designing a safe and reliable way for communicating the messages among the devices and humans forming the Opportunistic Internet of Things network (OppIoT) has been a challenge since the broadcast mode of message sharing is used. To contribute toward addressing such challenge, this paper proposes a Random Forest Classifier (RFC)‐based safe and reliable routing protocol for OppIoT (called RFCSec) which ensures space efficiency, hash‐based message integrity, and high packet delivery, simultaneously protecting the network against safety threats viz. packet collusion, hypernova, supernova, and wormhole attacks. The proposed RFCSec scheme is composed of two phases. In the first one, the RFC is trained on real data trace, and based on the output of this training, the second phase consists in classifying the encountered nodes of a given node as belonging to one of the output classes of nodes based on their past behavior in the network. This helps in proactively isolating the malicious nodes from participating in the routing process and encourages the participation of the ones with good message forwarding behavior, low packet dropping rate, high buffer availability, and a higher probability of delivering the messages in the past. Simulation results using the ONE simulator show that the proposed RFCSec secure routing scheme is superior to the MLProph, RLProph, and CAML routing protocols, chosen as benchmarks, in terms of legitimate packet delivery, probability of message delivery, count of dropped messages, and latency in packet delivery. The out‐of‐bag error obtained is also minimal     

900MHz退频对2G物联网业务承载能力影响研究

900MHz频率许可到期引发中国移动GSM网络大规模减频降配。减配造成每时隙语音业务承载能力大幅下降,而对应的每时隙数据业务承载能力有所增加。2G网络数据业务模型变为物联网业务模型后预估业务承载能力会有提升。研究结果应用于制定合理的物联网业务推广策略。     

基于微服务架构的智慧照明管理平台

随着国内城市路灯数量的逐年增加,路灯耗电费用在政府财政支出中所占比例也急速上涨,而传统的路灯系统由于缺乏稳定性与灵活性,并不能有效地降低能耗,节省开支.本文结合微服务技术组件,通过将具体功能抽离组成多个微服务的方式,设计并实现了一种基于微服务架构的智慧照明管理平台,目前系统已经完成开发与测试工作并已交付使用,实际使用效果表明,该平台能够有效地降低能源消耗,具有一定的社会推广价值.