能耗均衡的煤矿井下巷道WSN跨层路由协议

为了适应煤矿井下巷道窄长的空间结构和复杂的环境,提高网络的稳定性和传输效率,提出一种能耗均衡跨层WSN路由传输协议(EBUCR)。分析数据传输不对称造成的网络能量空洞现象,提出基于有效密度函数ρ(x)的非均匀分簇算法,并在此基础上结合跨层设计思想,将下一跳路由节点的链路可用带宽和节点负载容量作为选取路由节点的重要因素。仿真实验表明,与LEACH,HEED和EEUC三种算法比较,EBUCR满足非均匀分簇策略,有效的优化了网络的能量消耗,延长了网络的生命期,提高了网络吞吐量和传输率,更适用于井下巷道内大规模部署的节传感器节点数据传输控制。     

基于AODV的矿井低速无线自组网路由设计

通过试验分析了标准AODV协议在低速无线网络应用中的不足,为了提高无线网络中的数据流量传输效率并尽量保证节点路由的更新速率,提出了一种低速的无线自组网拓扑结构,并设计了一种优化算法,根据路由路径上各节点的传输数据量对路由信息有效时间进行迭代优化。在仿真环境中进行了试验。试验结果证明该优化算法可以有效提升网络中的数据传输效率。     

煤矿井下人员定位无线传感器网络路由算法的研究

分析了煤矿井下人员定位无线传感器网络固定节点特定拓扑结构,提出了一种基于路由表的地理位置路由算法GRBT。该算法采用一种基于网络梯度和位置信息的策略构建路由表,既简化了数据传输过程,又建立了最优数据传输路径。仿真结果表明,该算法下的网络具有较低的数据传输延迟和较好的鲁棒性和可扩展性,能够满足煤矿井下人员定位无线传感器网络实时传输信息的应用需求。     

煤矿工作面的无线数据传输技术研究

针对无线数据传输网络应用于煤矿工作面时需要降低节点能耗和优化多跳路由算法的问题,通过研究无线传感器网络的休眠机制,给出了广义时间同步休眠的低功耗解决方案,分析了基于MBCR思路的Cluster-Tree算法,结果表明Cluster-Tree算法适合工作面带状网络中存储能量受限的节点。     

无线传感器网络拥塞控制协议分析

无线传感器网络多对一的数据传输模式、无线链路的动态干扰、网络拓扑变化快、节点资源有限等特性,使得网络容易发生拥塞,严重影响了网络的QoS和生命周期。拥塞控制技术作为传输协议的关键,是目前研究的一个热点。     

矿井环境下基于能量感知的多跳传感器网络机会路由算法

无线传感网络技术应用于矿井安全监控是当前研究的热点之一。由于传感器节点的能量是有限的,节能优化技术是无线传感器路由研究的一个热点问题。为了延长整个传感器网络的存活时间及保证数据传输的实时性,提出了一种新的路由度量标准,它综合考虑链路质量,能量及传输时延。并基于此路由度量标准,提出了一种候选集选择算法和节点协调机制。仿真实验验证所提出的机会路由算法的有效性,相比于传统的机会路由,可以获得更好的网络性能。     

WSANS中一种基于能耗自适应的多反应节点的选择算法

为减少无线传感器反应网络（WSAANS）中传感节点和反应节点间数据包的传输距离及传输能耗，在分析了传感节点与多个反应节点共存模型的基础上。提出了一种分布式的跳数有限且能耗自适应的多反应节点选择算法，并给出了相应的最优解决方案的整数线性规划（ILP）描述．该算法在修改了贪婪转发路由算法的基础上，通过限定传感节点到反应节点的跳数以及重新计算从每个用于数据转发的传感节点到每个反应节点的能耗。来达到保证实时收集数据条件下降低网络总能耗及数据传输总距离的目的．仿真实验表明，该算法能够有效地实现数据收集的实时性与网络总能耗之间的平衡．图3，参8．     

基于压缩网络编码技术的无线传感网络高效数据传输研究

本文针对传统无线传感网络数据传输效率低、节点能量消耗过快的不足,提出一种基于压缩网络编码技术的高效数据传输算法研究。构建压缩编码框架体系和编码向量,整合通信链路的数据信息,在通信区域内利用压缩编码规则重新汇聚数据并重构数据包;识别出被压缩数据之间的关联性,利用稀疏字典和正交匹配算法从压缩编码中恢复原始数据,保证数据的完整性和准确性。仿真结果表明,提出算法的数据传输效率更高,由于数据传输路径选择合理,延长了节点的剩余能耗和无线传感网络的工作寿命。     

无线自组网动态加权负载均衡算法设计

首先对Ad Hoc网络路由协议作了简要的介绍,对比分析了ABR(基于联合的路由),DLAR(动态负载感知路由)等经典Ad Hoc网络负载均衡算法,并在此基础上提出了一种基于跨层负载感知的动态加权负载均衡路由算法(DWLR)。该算法充分利用了MAC层的负载信息,可以在动态维护的多条有效路径中加权随机选择数据发送路径,从而可以很好地避免网络中出现拥塞节点,减少了网络瓶颈对网络性能的影响。     

基于蜂窝Ad Hoc融合网络的节能算法研究

为了在融合网络的信息传输路径上达到节能的目的,提出了一种基于蚁群算法的节能路由算法。该算法根据节点当前可用能量及与蜂窝基站的通信延迟选择下一跳节点,按照节点经过的人工蚂蚁数选择数据汇聚节点,最终达到能量均衡使用和降低通信量的目的。经仿真实验证明该算法能正确选择路由,节能效果明显,进一步延长了网络生存期。     

设备间网络通信BBR协议性能评估与分析

随着网络技术的发展,拥塞控制算法非常重要,它避免了网络链路严重拥塞,并保证网络的正常运行。由于基于丢包的拥塞控制算法引入了高传输延迟,设计同时实现高吞吐量和低占用率的新算法是一个新的工作方向。Google提出的基于瓶颈带宽和往返时间的BBR算法就属于此类,自发布以来就吸引了很多关注,并且最近Google发布BBR v2,目前缺乏对其性能评估的工作。通过实验比较BBR,BBR v2和传统Cubic算法在模拟环境中的性能,为BBR协议下一步的改进提供参考。     

混合结构矿井应急救援无线Mesh网络及其路由算法

为提高井下应急救援无线Mesh网络的鲁棒性,提出了基于混合网状网结构的组网模式。在该模式下,无线终端参与无线Mesh网络组网,能够在骨干传输网络出现问题时对数据进行路由转发,从而消除了传统基础设施结构应急救援无线Mesh网络中终端通信对骨干传输网络的绝对依赖。此外,针对该模式下Mesh终端能耗较高的问题,进一步提出了一种改进AODV路由策略。该策略在AODV路由协议的基础上增加了节点类型信息与通信状态信息,根据节点类型与通信状态决定路由选择方式,实现了路由选择过程对Mesh终端的识别与避免,从而节约了无线Mesh终端能量。针对该策略的路由性能的仿真结果表明,该策略相比AODV提高了矿井应急救援无线Mesh网络的吞吐性能、传输稳定性与实时性;当骨干路由节点发生故障时,该策略能够快速重建路由,具有较强的路由恢复能力。     

矿区变电站运行全过程信息监测系统

为监测矿区变电站运行全过程信息是否存在异常,设计矿区变电站运行全过程信息监测系统。主要通过传感器节点采集高压开关与变压器运行全过程信息,将所采集信息通过ZigBee无线网络传输至数据处理层;将监测数据解析重组,对所采集的高压开关与变压器运行信息进行分类整理后发送至数据管理层;管理人员可以在此层监控主机中,判断高压开关与变压器运行信息是否越限,如果越限便会传输报警信号发送至预警层实施声光报警。此外,系统使用基于RETX值的ZigBee无线网络路由选择方法,选取最可靠、最匹配的监测信息传输路由,优化矿区变电站运行全过程信息监测信息传输效果。经测试,该系统可有效监测矿区变电站运行全过程信息,且系统网络的信息传输吞吐率显著。     

煤矿井下无线传感器网络动态路由算法研究

 针对煤矿井下巷道的线型结构以及随着掘进工作的进行网络逐渐增大的特点,分析了无线传感器网络路由算法在矿井下的应用及制约网络的主要因素。从提高网络鲁棒性出发,提出一种线型网络动态路由算法,该算法结合定向扩散原理构建网络传输梯度,根据节点能量对路由节点进行量化分级,采用能量优先原则对传输路径进行动态选择。仿真结果表明,该算法能有效地均衡网络能耗,提高网络生存能力。     

面向分布式文件存储系统的数据恢复策略

分布式存储系统构建于大量的廉价节点之上,使得节点失效成为一种常态。为了保证数据的可靠性,系统必须具备数据容错方案。纠删码冗余方案可以在提供更低的存储开销的同时,获得和副本冗余方案相同的可靠性。但是在实际运用中,基于纠删码的存储系统在恢复数据时,恢复节点需要从多个存活节点读取数据到本地,然后通过解码算法恢复出数据。这不仅对恢复节点造成了较大压力,而且会占据大量的网络带宽,影响系统整体性能。由此,提出了一种基于纠删码的存储系统数据恢复优化方法。通过对纠删码恢复算法的分析,证明了纠删码的恢复操作是可以并行的;设计了一种基于流水线的并行化数据恢复方案;通过分析现实中的网络拓扑结构,设计了一种可以最小化恢复过程中数据传输总长度的算法,提高网络中高层数据链路利用率。实验表明,相比目前存在的星型恢复方式,流水线式并行恢复方法可以显著降低数据恢复延时,提高恢复效率。     

一种基于VPN加密的即插即用分布式光伏数据采集装置研究

针对分布式光伏发电站的数据采集装置存在的数据传输安全性和稳定性欠佳、设备不够便携且安装难度大的问题,提出了一种基于VPN加密的即插即用的分布式光伏数据采集装置的设计。该设计通过公网采用加密的VPN隧道传输采集数据,保证了数据传输链路的安全和稳定,采用基于FPGA的采样电路设计减小了装置的体积,提高装置的便携性能,利用优化的SPI接口协议保证了接口数据传输的效率。最后通过试验证明了该装置具有较好的采样准确性和数据传输的稳定性。     

基于物联网技术的电力设备数据实时采集系统

以实现电力设备数据实时采集和通信为目的,设计基于物联网技术的电力设备数据实时采集系统。依据标识体系感知和采集电力设备的运行状数据,并对数据进行标准化化处理,通过物联网将电力数据传输到数据整合层,通过加权队列调度算法解决电力设备数据在通信传输时,突发数据流量产生的网络拥塞问题,并对横向和纵向进行整合、存储。测试结果表明,该系统可靠完成电力设备不同运行状态下的信号数据采集,采集结果的有效值误差和峰值误差小,最大程度降低拥塞率,保证数据实时通信。     

基于WiFi信息获取的矿用多参数气体测定仪设计

针对现有矿用多参数气体检测设备只能单向上传检测数据,无法获取瓦斯抽放管网中其余监测点检测数据,缺乏自动对比分析能力的问题,设计研制了一种基于WiFi信息获取的以嵌入式微控制器为核心的瓦斯抽放管道气体多参数便携式测定仪。该仪器能自动检测瓦斯抽放管网中气体的温度、压力、体积浓度（CH₄、CO、CO₂、O₂）,并根据节流件产生的差压信号计算气体流量。同时,利用WiFi无线通信,仪器能自动获取管网中其余监测点的检测数据并与当前检测结果进行对比分析,提高了各监测点检测结果的可靠性,且能及时发现瓦斯抽放管网中的异常节点,大大提升了瓦斯抽放管网的运行、维护效率。