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物联网专题
物联网(Internet of Things,缩写:IoT)是指通过信息传感设备,按约定的协议,将任何物体与网络相连接,物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。
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    曹浩哲,张鹏,卢暾,顾寒苏,顾宁
    计算机工程. 2019, 45(2): 1-6. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049937

    针对传统的用户活动识别建模方法在实时性要求下精度较低的缺点,提出一种改进的实时用户活动识别建模方法。利用已标注的传感器事件流数据建立传感器触发概率矩阵,并计算出传感器距离,作为建模的先验知识,在后续建模过程中赋予每个传感器事件不同的权重。根据传感器距离的内在含义判断活动转移发生的位置,通过概率矩阵推测上次活动作为新的特征维度来建模当前活动。在Aruba、Tulum2010和HH106 3个公开数据集上的实验结果表明,与SWMI、SWMIex等方法相比,该建模方法在精度和F1 2个指标上最大提升可超过10%。

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    高田翔,石英,刘子伟,伍龙昶
    计算机工程. 2019, 45(2): 7-12. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049361
    CSCD(1)

    针对传统GPSR协议在城市交通条件下多数存在链路质量低、投递率受速度影响大、低节点密度适应性差等问题,提出一种LRGR路由协议。利用道路和路口位置等信息建立路网模型,引入服务质量评估优化路径,并给出携带转发机制。选取实际道路电子地图作为实验仿真场景,并通过SUMO和NS3仿真工具对GPSR协议和LRGR协议进行不同节点密度或速度下的比较仿真,结果表明,在实际交通场景中,车辆密度与速度对路由协议投递率、端到端时延和端到端跳数影响较大,尤其在低密度和高速度情况下,协议各性能明显下降。在不同车辆密度和速度条件下,LRGR协议比GPSR协议投递率提高20%~35%,端到端时延降低5 ms~10 ms,端到端跳数减少2跳~4跳,能够适应城市车载自组织网络。

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    陶亚男,张军朝,王青文,张俊虎
    计算机工程. 2019, 45(2): 13-17. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049194
    CSCD(1)

    针对物联网感知节点能量受限造成的数据传输瓶颈问题,提出一种基于改进猫群算法的路由优化策略。通过对猫群优化算法进行改进,根据迭代次数、路径节点能量与适应度值动态调整猫的分配率、记忆池和惯性权重,使其具有动态自适应性。在生成路径时综合考虑路径剩余能量方差、节点能量、节点负载、节点间距离等因素,并引入备份路由思想,保证数据传输的实时性。仿真结果表明,该优化策略能够有效减少最优路径建立时间并均衡网络能耗,延长物联网感知层网络的生命周期。

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    党小超,任家驹,郝占军
    计算机工程. 2019, 45(2): 18-25. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0050455
    CSCD(3)

    针对现有基于信道状态信息的室内无源指纹定位方法在复杂场景中多数存在相位误差偏移、指纹噪声大、样本分类精度低的问题,提出一种基于相位差值矫正的室内指纹定位算法。在离线阶段通过计算相位差值矫正通信链路中的相位误差和偏移,建立鲁棒的指纹数据库,使用BP神经网络对指纹特征数据进行训练,得到指纹特征信息与物理位置的映射关系模型。在线阶段相位采样值经过差值矫正后作为模型的输入,计算得到最终的精确定位结果。实验结果表明,与现有基于指纹的定位方法相比,该方法具有去噪效果显著、定位精度高的优点。

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    孙彦赞,范卫蓉,张舜卿,王涛,吴雅婷
    计算机工程. 2019, 45(2): 26-31. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051100
    CSCD(2)

    蜂窝设备到设备(D2D)网络通过D2D用户与蜂窝用户的上行链路复用,可大幅提高网络的频谱效率,但当D2D用户数大于蜂窝用户数时,即在D2D密集部署场景下,传统的资源复用算法不能满足D2D用户的频谱资源需求。针对该问题,提出基于图着色理论的D2D网络干扰协调频谱资源分配算法,可实现信道资源在多个D2D用户对间的多重复用,从而提升网络负载能力,改善网络吞吐量。在此基础上,给出一种改进的资源分配算法,以提高D2D用户的公平性。仿真结果表明,该算法在降低D2D用户获取信道资源“饥饿”概率的同时,能够提升网络信道资源的空间复用率及系统吞吐量。

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    李世宝,肖雪松,刘建航,黄庭培,陈海华
    计算机工程. 2019, 45(2): 32-37. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049927
    CSCD(2)

    针对城市车载自组织网络中由于车辆运行速度快、网络拓扑结构变化频繁导致的路由链路不稳定问题,提出一种基于道路分段的车载路由协议RSRP。考虑交通灯对车辆速度和空间分布的影响,对不同区域的道路进行分段,选择路段上骨干节点,建立稳定的道路骨干网。在交叉路口选择桥节点,连接相邻路段上的骨干节点,获取路段上传输包所产生的延迟,并更新路段上的网络拓扑信息,通过桥节点获取的车辆状态信息,对路段分配相应权重,并选择最低权重所对应的路段作为路由路径,进而提高数据包传输的投递率,减小端到端时延。在NS2实验仿真平台下模拟真实的城市道路与车辆交通场景,结果表明,与GPSR、GyTAR等路由协议相比,RSRP协议能更好地适用于城市道路场景。

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    刘博雅,张悦,杨亚涛,孙亚飞
    计算机工程. 2019, 45(2): 38-41,52. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049344
    CSCD(2)

    为保障系统内车辆与车辆以及车辆与基础设施的无线通信安全,根据车联网特点,在不借助可信第三方的情况下,引入物理不可克隆函数,提出一种轻量级双向认证协议。利用GNY逻辑进行形式化分析,并通过安全性分析和效率分析,证明该协议在有效保护隐私的情况下完成双向认证,且能够抵抗克隆、窃听、重放、中间人等攻击,满足车联网的安全需求。效率及安全性分析结果表明,与同类协议相比,该协议具有较高的安全性和认证效率。

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    许浩然,刘广钟,贾建鑫
    计算机工程. 2019, 45(2): 42-52. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0050862

    随着工业无线传感器设备数量的增加,传统IEEE 802.15.4 CSMA/CA协议已不能满足工业无线传感器网络密集场景。为此,提出一种演进型时隙分配机制,为密集场景下的工业无线传感器网络提供合理的时隙分配策略。基于当前最大时隙数构建可分配的时隙集合,根据退避状态指数和随机退避数计算位置指数,从而得到时隙分配方程,并依据该方程分配时隙数。通过不断演进CSMA/CA协议,建立状态转移模型。仿真实验结果表明,该机制可提高密集场景中时隙分配的公平性和传输命中率,降低数据发送延迟。

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    张爱平,李德敏,张光林,郭畅
    计算机工程. 2019, 45(2): 53-57,63. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0049258
    CSCD(1)

    针对十字路口处的车辆碰撞现象,提出一种基于碰撞点时间估计的车辆碰撞预警算法,以降低交通事故发生概率,提高十字路口处车流的流畅程度。在考虑交通信号灯控制的情况下,分析十字路口处车辆碰撞的不同场景,并给出碰撞点位置和车辆到达碰撞点时间的估计方法。MATLAB实验结果验证了该算法的正确性和可行性,同时表明车辆速度和位置的变化都会对车辆碰撞情况造成影响。

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    陈鑫,王磊,孙中伟
    计算机工程. 2019, 45(2): 58-63. https://doi.org/10.19678/j.issn.1000-3428.0051449

    为在车联网中实现高可靠性、低时延、高速率视频分发,面向设备与设备通信提出一种基于随机线性网络编码(RLNC)的视频分发方案。源节点将要分发的视频文件通过RLNC进行分片编码,编码后的数据片分发给道路上的移动设备。每个移动设备接收到数据片后,经过再编码向其他设备分发。当设备在接收到一定数量的线性无关的数据后,对数据片进行解码得到原始数据。设计模式切换、无线接入点选择、主动式再编码3种策略减少视频分发的延迟。实验结果表明,与传统基于复制的传输方案和基于即时可解的网络编码传输方案相比,该方案具有更高的分发效率。

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    杨怀洲,张留美
    针对物联网软硬件功能不断服务化以及服务质量(QoS)难以预测的问题,提出一种物联网QoS预测与服务推荐方法。根据用户服务调用与服务QoS历史使用信息,结合基于用户和基于项目的协同过滤方法进行用户项目矩阵缺失值预测,将稠密化后的用户项目矩阵作为当前用户预测相关服务的QoS值,并基于该QoS值预测结果实现服务选择与推荐。通过一个大规模实测服务调用QoS数据集验证了该方法的有效性,实验结果表明其具有较高的预测精度,适用于物联网服务选择与推荐。
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    姚玉坤,杨及开
    在根据路径瓶颈节点寿命选择最优父节点的低功耗有损网络路由协议(RPL)中,待加入节点未考虑其他节点产生的流量对父节点产生的影响,且在节点加入网络后会导致路径瓶颈节点发生变化。针对上述问题,提出一种基于能量均衡的RPL高效路由算法(EBHE-RPL)。在节点加入网络之前,采用目的地通告确认消息分类发送机制减少父节点发送的控制包数量,并通过父节点流量累计机制使计算出的瓶颈节点寿命值与实际值更接近,从而使待加入节点能更准确地确定最优父节点。在节点加入网络后,采用路径瓶颈节点再预估机制,避免后续节点误选瓶颈节点的情况。仿真结果表明,与RPL和EB-RPL算法相比,EBHE-RPL在延长网络生存时间、均衡网络能量方面性能较好。
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    闵明慧,杨志家,李中胜,刘志峰
    研究工业物联网中延迟约束的多种采样周期数据调度问题,以降低数据传输过程中的功耗与延迟及增加网络容量为目标,提出基于负载的多时隙帧调度算法。利用快刷新率设备的优先调度策略,满足不同采样周期数据的实时性需求。采用图论中匹配和着色理论实现通信资源的确定性分配,解决网络中的干扰和冲突问题。仿真结果表明,该算法可在保证数据传输可靠性和实时性的基础上,充分利用有限的通信资源增加网络容量及降低功耗。
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    周瑞,罗磊,李志强,桑楠
    摘要 (785) PDF全文 (1695)   可视化   收藏
    智能手机及其内置惯性传感器的普及可实现室内行人航位推算,但是由于人行走的随意性以及智能手机内置传感器精度不高,使定位精度难以满足应用要求。为此,在分析行人行走模式的基础上,基于智能手机传感器提出一种新的行人航位推算算法。对采集到的原始加速度数据进行预处理,采用基于有限状态机的行走状态转换方法识别行走周期并进行计步,利用卡尔曼滤波,结合步长-加速度关系以及连续两步步长之间的关系对步长进行估计。实验结果表明,该算法能够准确计算步数和步长,从而获得精确的室内定位结果。
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    李琦,姚龙
    摘要 (383) PDF全文 (1142)   可视化   收藏

    针对呼伦湖环境监测系统监测点不足、复杂度高、可扩展性差等问题,提出基于表述性状态传递架构的湖泊环境监测物联网平台。将传感器节点和节点状态数据抽象成资源,其简洁高效、松耦合的特点可满足湖泊环境监测的要求。使用阿里云服务器ECS搭建开发环境,借助Laravel框架和轻量级jQuery前端框架,实现用户管理、地理信息系统、数据实时显示、历史数据查询功能。该平台可满足渔牧业、科研单位、政府部门的要求,实现呼伦湖环境监测数据共享。

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    胡英,娄红
    在物联网(IoT)环境中,为提升全网系统效率,提出一种考虑节点故障的报文调度方案。利用最短时间调度机制实现报文顺序重排,在节省能量和备份节点部署成本的基础上,通过备份节点选择机制寻找最佳替代节点,缩短报文响应时间。仿真结果表明,该方案能有效降低网络能量消耗及缩短IoT系统报文平均响应时间,并从延长网络寿命角度给出不同节点故障率条件下的IoT最佳备份节点配置数目。
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    姜妮,张宇,赵志军
    摘要 (361) PDF全文 (1037)   可视化   收藏
    现有消息推送系统存在安全漏洞、个性化智能推送不足等问题。为此,基于消息队列遥测传输(MQTT)技术,提出一种消息推送系统,采用轻量的MQTT协议实现消息推送,包括安全认证和多样化智能推送设计,既能保证系统安全,又能根据用户个性化需求和消息传递性能要求,智能选择合理的消息发送方式和消息通信模式。测试结果表明该系统推送成功率高,消息发送和接收时间短。
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    徐春艳,陈科明,孙智勇,严迪科,洪慧
    为提高射频识别系统中动态帧时隙ALOHA算法的识别效率,提出一种快速收敛的自适应Q值防碰撞算法。基于上一帧成功识别标签的时隙数对Q值进行不同步长的调整,使其以自适应方式快速收敛到最优Q值的情况下进行工作,加快系统的标签识别速度,并使实际系统吞吐率快速逼近于理想值,保证系统的高吞吐率。仿真结果表明,在待识别标签数为5 000的情况下,该算法的系统吞吐率比泊松估计算法提高了8.19%,且随着标签数的增加,其系统吞吐率可稳定在33%以上。
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    廖鹏飞,陈庆奎
    针对无线传感器网络与Internet网络的通信协议不兼容问题,利用低功耗蓝牙4.0与第三代移动通信技术,设计一种无线传感器网关。硬件设计方面,使用基于ARM Cortex-A8的S5PV210作为主处理器,使CC2540蓝牙模块与无线传感器节点相连接,控制3G模块进行远程通信。软件设计方面,基于Android操作系统实现无线传感器网络与Internet网络的数据接收、网络协议转换、交互控制等功能。测试结果表明,该网关具有较低的接收与转发数据丢包率、处理时延及功耗,可保证无线传感器网络与Internet网络的高效实时通信。
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    祝新鹏,皇甫伟,邢奕,张中山
    为对冶金工业环境监测提供良好的支持,设计一种面向冶金废气监测的无线传感器网络系统,该系统由多个可拓展传感器接口的监测节点组成,节点能够与后端数据中心进行无线通信,实现对冶金企业厂区内外大范围、灵活部署的实时监测。系统监测节点使用具有高可靠性和精度的电化学式传感器,通过可扩展传感器接口,对多种冶金废气和空气环境监测。实现结果表明,该系统具有可靠性高、监测时间长、范围广等优点,对冶金工业废气具有较好的监测效果。
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    贾宁
    摘要 (401) PDF全文 (1014)   可视化   收藏
    针对超市购物系统运行效率过低的问题,提出基于射频识别技术的快速购物方法和防盗策略系统。对于需要进行快速、大量扫描的购物系统,给出一种改进的二进制搜索防碰撞算法,实现对期望货品的完全信息快速采集,并分析冗余识别和死角识别的产生条件,提高该系统的准确性和可靠性。在此基础上,增加防盗环节,在指定区域扫描未经过结账处理的货品,并及时通知相关人员。根据不同货品条件,设计2种灵活的进货方式,便于超市服务人员进行管理。实验结果表明,该智能购物系统能够快速准确地对消费者所购商品进行结账,同时可以较好地抑制系统运行过程中可能出现的数据误差。
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    闫文耀,王志晓,李军怀,张德运
    摘要 (454) PDF全文 (1308)   可视化   收藏
    针对智能家居空间中的设备互联、网络访问方式及业务类型多样性现状,基于IXP425网络处理器和开源Linux OpenWRT操作系统,设计支持IPv4和IPv6协议的多模智能融合网关(MMIIG),采用Netfilter/Iptables技术,保证MMIIG的安全性和控制网络流量,在此基础上构建以MMIIG为中心的简易智能家居系统。测试结果表明,该智能家居系统可通过MMIIG使家庭内外网络与电子电器设备相连接,实现远程管理、智能控制、影音共享等功能。
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    石高涛, 王伯远, 吴斌
    计算机工程. 2015, 41(9): 39-44,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2015.09.007
    摘要 (1181) PDF全文 (31090)   可视化   收藏
    Baidu(16) CSCD(8)
    随着智能手机的普及,已研究出多种基于WiFi和移动智能终端的室内定位技术。与前期定位技术相比,基于智能手机和WiFi进行室内定位具有明显优势。从室内定位规模化应用的关键因素着手,分析总结了基于智能手机和WiFi的室内定位的基本方法,并对基于WiFi和移动智能终端定位中有待研究的难点和未来可能的研究方向进行展望。
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    向亦宏,朱燕民
    摘要 (730) PDF全文 (1153)   可视化   收藏
    精准描述无线传感器网络(WSN)中受干扰节点的性能,对拥塞控制和速率分配等无线协议的有效运作具有重要意义。研究表明物理模型(PRR-SINR模型)在现有干扰模型中准确率较高,为此,分别提出集中式和分布式算法用于建立WSN节点的PRR-SINR模型。集中式算法通过一个中心节点控制节点收发测量包,使每个节点可以进行逐步建模;分布式算法则依赖每个节点自主控制收发包状况进行建模。在含有17个TelosB节点的WSN中对算法进行性能评估,结果表明,2种算法均能在保证高精确度的情况下,快速、低开销地对网络中的所有节点建立PRR-SINR模型。
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    张诗悦,吴建德,王晓东,范玉刚,冷婷婷
    针对分簇路由协议分簇不均匀及能耗不均衡等问题,提出一种基于能量和距离因子的分簇路由算法。通过加入能量和距离因子对簇头选择的阈值公式进行改进,延长竞选出的簇头工作时间,增加备择簇头以减少重建簇的轮数,从而降低选举消耗的能量。在广播当选信息之前加入等待时间,普通节点选择与其通信代价最小的簇头所在簇申请加入。建立最优路径进行簇间路由,并采用单跳和多跳相结合的方式。仿真结果表明,与EECS算法相比,该算法可减少约8%的能耗,并有效均衡节点能耗,延长网络生命周期。
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    陈树,韩进,蒋伟
    将传统非均匀分簇算法应用于低冗余度的无线传感器网络(WSN)中时,存在传感器节点早衰和簇间多跳通信传输能量开销不均衡的问题。为此,针对低冗余度WSN,提出基于粒子群和最短路由树的非均匀分簇路由算法。利用粒子群算法优化非均匀分簇过程,通过建立最短路由树搜索簇间多跳传输最优路径,实现数据从传感器节点到基站的高效传输。仿真结果表明,相比于EECS和EEUC算法,该算法可有效延长低冗余度WSN的网络生命时间,均衡簇间通信能量消耗。
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    邱奉美,李怀忠
    在传统DV-Hop算法中,未知节点仅接收最近锚节点估计的平均跳距,增加了平均跳距估计误差,导致定位误差较大。针对该问题,提出一种改进的DV-Hop算法。该算法在计算未知节点到各锚节点的跳数和距离时,对未知节点接收的多个锚节点的跳段距离进行加权,获得较优平均跳距。同时修正定位得到的未知节点坐标,将已定位的未知节点升级为锚节点,并参与到其他未知节点的定位中。Matlab仿真结果表明,改进算法的定位精度比传统DV-Hop算法提高了10.26%~15.38%,较冯江等人提出的改进算法(计算机工程,2012年第19期)提高了2.0%~3.78%。覆盖率比传统DV-Hop算法提高了8.6%~12.7%,较张静等人提出的改进算法(计算机应用,2011年第7期)提高了约1.3%。
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    高蕾,曹建忠,黄近秋
    为确定ZigBee是否适合数据密集型的身体传感器网络,对ZigBee的性能进行实验评估。在争用情况下,对星型和树型拓扑结构的身体传感器网络进行数据传输率和端到端的延时测试,对时钟漂移和隐藏节点的影响进行建模并通过实验加以验证。评估结果表明,启用ACK机制,在星型拓扑结构中,没有隐藏节点的ZigBee网络可靠性较好,传输率接近100%;在树型拓扑结构中,由于路由器过载和高流量负载激活路由维护协议导致性能下降,在不启用ACK机制的情况下,传输率最差为13%。因此,要将ZigBee协议应用于身体传感器网络,还需要一种机制来分配由数据密集型设备产生的流量负载,避免网络性能下降。
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    曾萍,张历,杨亚涛,储旭,刘宇新
    针对物联网环境下的密钥管理、隐私保护等安全问题,提出一种基于同态加密与中国剩余定理(HECRT)的密钥管理方案,给出基于节点位置信息的分层网络模型,根据节点位置信息进行网络设施部署。通过构造双重密钥池实现网络密钥管理和分配,从而节省网络开销和节点资源消耗。在通信过程中采用同态加密技术处理节点隐私信息,以保障用户隐私数据的安全。仿真结果表明,该方案具有较好的网络连通性和较高的安全性。
  • 物联网专题
    刘熙,刘开华,马永涛,于洁潇
    随着物联网技术的发展,无源超高频无线射频识别(UHF RFID)定位技术的应用环境日益扩大。但在室内复杂多径的信道条件下,其定位精度往往由于多径干扰而大幅下降。为此,对多径环境下的无源RFID进行定位误差分析,并根据误差模型提出一种基于多维标度的RFID定位算法。利用阅读器获取参考标签和定位标签的相位差,通过相位差构建参考标签和定位标签之间的距离矩阵,并采用多维标度方法获取定位标签的位置信息。仿真结果表明,在存在较强直视路径的多径环境中,该算法仅使用少量的参考标签即可有效对抗多径干扰。
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    汪成亮,陈俊宏,张晨

    相对于传统的交通信息采集手段,无线射频识别(RFID)系统更实时、有效,但也存在所获取数据在空间和时间上离散的情况。为此,通过RFID系统的车联网模型,将采集的交通信息以路段为最小离散单位进行归类,根据高速路车辆油耗影响因素完成各类型车辆行驶状况的建模。按100 km油耗的评价指标,设计基于车联网的高速路油耗算法(FCIV),并基于该算法,通过数据可视化技术,直观地揭示单路段油耗情况、时间分布特征和空间分布变化规律。

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    汪麒,庄毅,顾晶晶
    在周界入侵检测中,DV-Distance定位算法得到的距离值误差较大。为此,对该算法进行改进,提出一种适用于带状无线传感器网络(WSN)的节点定位算法(IDV-Distance)。利用RSSI方法测得累计跳距,根据带状WSN的拓扑特性对其进行修正。采用极大似然法初步估算节点位置,并通过最速下降算法提高节点定位精度。实验结果表明,与经典DV-Distance算法及其2种改进算法相比,IDV-Distance算法的定位精度较高。
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    汤瀑,叶林,郭立鹏,张亮

    目前针对物联网的研究主要是对系统进行整体分析,设计与验证过程较复杂。为此,利用混成系统对物联网系统进行建模,将一个复杂的物联网系统拆分成若干个小的成员系统,分别验证每个成员系统的特性,并通过组合实现对整个物联网系统的验证。以智能交通系统为例进行分析,结果表明,该方法可降低系统分析和验证的复杂度,提高模块化程度,保证物联网系统的可扩展性。

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    孙建锋,冯超,张权
    介绍基于B+树的无线射频识别防碰撞算法,分析不同分裂阶数对识别效率产生的影响。发现随着分裂阶数取值增大,标签分裂过程中产生的碰撞时隙减少但空闲时隙增多,导致算法整体识别效率下降。针对该问题,提出一种改进算法。利用阅读器动态控制标签的分裂过程,使碰撞时隙和空闲时隙共同减少。同时考虑到标签的资源限制,不改变标签原有的硬件配置。实验结果表明,改进算法可提高识别效率、减小通信处理开销,适用于标签数量较大的应用场合。
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    党小超,徐月娇,郝占军
    在基于移动代理(MA)的无线传感器网络数据融合中,MA路由的选择直接影响系统能耗,从而决定整个网络的使用寿命。为此,引入冗余度参数,同时结合节点剩余能量参数和节点间最短距离参数,提出基于冗余度的MA路由算法。采用阈值处理方法消除冗余节点,利用Kruskal方法建立最小生成树,初步形成MA路径,并通过改进的后序遍历方法对其进行优化。仿真结果表明,与遗传算法和近优路由设计算法相比,该算法能有效降低能耗,减少数据延时,延长网络生命周期。
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    郭立侠,孟宪臣,陈家乐,秦宁宁,徐保国
    针对无线传感器网络中因节点分布不均或死亡而导致的覆盖空洞现象,对PATT算法进行改进,提出一种基于最佳候选节点的空洞修补算法。将目标区域内休眠的冗余节点作为候选节点,确定待修补空洞的位置,当移动冗余节点到空洞之间的距离在可控范围时,则激活该冗余节点作为最佳候选节点修补空洞。如超过可控范围,则追加二代移动节点进行修补。实验结果表明,该算法不受覆盖空洞形状的限制,可保证网络覆盖率大于90%,同时减少了额外追加二代移动节点的个数,使网络性能得到改善。
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    邓绍江,王宇,田袁,唐继强
    传统无线传感器网络(WSN)的基站通信模型安全性较差,对资源的依赖性较强。为此,提出一种基于组密钥排他基础系统的WSN密钥管理策略(EBS-GL)。采用网络分化思想提高系统的通信效率,利用分组分层加密算法提高系统的安全性,通过汇总消息比对方法进行信息完整性认证,使用奇异点排除策略增强系统的可恢复能力。仿真结果表明,与JERT策略相比,EBS-GL可增强WSN基站的验错、纠错和排错能力,提高节点通信的安全性。
  • 物联网专题
    吴志培,詹永照,熊书明
    无线传感器网络中基于分簇的拓扑控制方法容易将低能量节点误选为簇头而加速死亡,且在成簇过程中未考虑簇成员数量,会导致簇头负载过重。为此,提出一种基于能量和均衡分簇的自适应拓扑控制方法。在选择簇头时考虑节点的剩余能量,采用均衡化思想自适应构建簇成员。仿真实验结果表明,该方法能有效降低节点死亡速率,延长网络寿命,提高网络的服务性能。
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    李征, 马永涛, 刘开华
    计算机工程. 2012, 38(17): 1-4. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2012.17.001
    摘要 (1234) PDF全文 (1571)   可视化   收藏
    Baidu(11)
    针对特殊商品的监管问题,介绍一种基于物联网技术的环境情景感知系统解决方案,叙述情景感知网关的开发过程。该网关硬件以嵌入式ARM处理器为核心,实现多信源感知以及环境情景信息的处理与传输。软件采用Linux操作系统,配合数字降噪、非线性补偿、参数映射等技术,获得高精度的感知数据。经应用证明,该系统不仅可完成分布式多信源环境情景的监测,还能通过对数据的深度挖掘,实现多种智能服务。
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    黄冬梅, 王元珠, 张明华
    计算机工程. 2012, 38(17): 5-8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2012.17.002
    摘要 (770) PDF全文 (1194)   可视化   收藏
    Baidu(5)
    为减少怪潮对滩涂作业人员的安全影响,提出一种基于物联网中间件技术的人员定位系统,包括人员信息采集的卫星与基站控制单元、GPS人员坐标信息获取单元和各种RFID感应识别单元。通过改进的Savant中间件模块,将滩涂怪潮中射频识别读取的数据传输到上位计算机中,服务器中心对获取的数据进行分析,以便管理人员通过实时监控数据迅速了解作业人员位置,及时采取救援措施。
  • 物联网专题
    胡迪, 钱松荣
    计算机工程. 2012, 38(17): 9-11,15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2012.17.003
    摘要 (736) PDF全文 (1096)   可视化   收藏
    Baidu(15)
    针对食盐安全性的问题,提出一个基于无线射频识别(RFID)的食盐跟踪及追溯系统。采用现有的RFID技术作为主要的数据采集技术,实现跟踪以及追溯功能,完成整套系统的设计及实现。给出对食盐流通数据的自动采集、整理、人性化的展示,实验结果表明,该系统能够高效、方便、稳定地管理食盐,保证食盐产品安全。
  • 物联网专题
    陈庆奎, 吕晓明, 郝聚涛, 张哲, 庄松林
    计算机工程. 2012, 38(17): 12-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2012.17.004
    摘要 (825) PDF全文 (1294)   可视化   收藏
    Baidu(21) CSCD(1)
    针对物联网感知层异构数据的接入问题,提出一个接入系统ChukwaX。该系统采用层次化系统结构以分散系统压力,利用适配器模型解决异构协议的适配问题,支持传感网络的动态接入,从而满足本地自治与随意接入的需求。实验结果表明,ChukwaX能达到预期的设计要求,并且具有较好的系统可扩展性。
  • 物联网专题
    李征, 刘开华
    计算机工程. 2012, 38(17): 16-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2012.17.005
    摘要 (729) PDF全文 (1059)   可视化   收藏
    CSCD(1)
    在物联网环境中,网络需要传输的数据和信息量急剧增加,从而造成带宽不足。为此,提出一种采用动态带宽资源分配算法的物联网远程机械控制方案,通过改变控制信号的采样速率,达到优化分配带宽资源的目的。仿真结果表明,在相同网络带宽条件下,该方案可降低重构信号的误差,并有效提高物联网系统智能分配带宽资源的能力。
  • 物联网专题
    李雪刚, 黄梦醒, 朱东海
    计算机工程. 2012, 38(17): 20-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2012.17.006
    摘要 (1065) PDF全文 (2272)   可视化   收藏
    Baidu(60) CSCD(2)
    针对嵌入式网关的无线网络接入成本以及流量负荷过高的问题,设计一种基于物联网技术的远程农田信息监控系统。将无线传感器网络作为采集系统,采用ARM11的嵌入式网关、嵌入式数据库和嵌入式服务器,利用3G无线网络接入技术,开发智能手机客户端,进行远程控制、数据访问和可视化。分析结果表明,该系统可对农田信息进行有效监控,适合现代农业发展的需要。
  • 物联网专题
    林凤群, 陈伯成, 袁博, 刘文煌, 李晓燕, MAK Andy,王洪洋
    计算机工程. 2010, 36(17): 77-80,86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2010.17.027
    摘要 (1191) PDF全文 (1351)   可视化   收藏
    Baidu(15) CSCD(1)

    为满足国内中小企业的实际管理需求,设计一种射频识别(RFID)轻量型中间件,其架构介于以基础架构为中心与以应用程序为中心的中间件之间,简化了电子产品代码(EPC)系统的应用层事件结构。以应用程序接口为基础,借鉴数据库集成过滤思想实现的轻量型中间件,具有结构简单、开发周期短、易于后期维护和扩展的特点。

  • 物联网专题
    周彦伟, 吴振强, 乔子芮
    计算机工程. 2010, 36(17): 81-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2010.17.028
    摘要 (2531) PDF全文 (2388)   可视化   收藏
    Baidu(8)

    针对传统物联网物品信息传输过程中存在的不足,提出可信匿名的物联网信息传输协议。将物品信息服务器按响应路径的节点顺序从后至前用相邻节点的会话密钥对物品详细信息层层加密,加密后的数据每经过路径中的一个可信节点被解密一次,直到本地ONS服务器数据被完全解密,且响应路径的中间节点可根据相关信息判断接收的路由信息是否被篡改。分析结果表明,该协议具有安全性、匿名性、可信性和抗攻击性。

  • 物联网专题
    邵华钢, 程劲, 王辉, 李志
    计算机工程. 2010, 36(17): 84-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2010.17.029
    摘要 (1536) PDF全文 (2686)   可视化   收藏
    Baidu(92) CSCD(10)

    鉴于物联网(IOT)的应用在医疗行业日益广泛,提出一种适合IOT网络的系统设计方法TOA和对应中间件TOC。TOA将“人”、“物”及所有相关的智能系统都抽象成一个地位完全平等的IOT互联对象,统一了IOT网络环境中联网对象之间的交互模式。在TOC中间件系统设计实现中,采用XMPP协议进行消息交换,利用基于Pipe & Filter的Agent架构模式支持多样异构的智能设备,方便Agent的升级和扩充。通过在某医院医疗垃圾管理系统的成功应用,验证了TOA的设计思想和TOC中间件系统,取得了较好效果。

  • 物联网专题
    傅啸, 彭磊, 马诗琦, 王东
    计算机工程. 2010, 36(17): 87-89,92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2010.17.030
    摘要 (839) PDF全文 (1408)   可视化   收藏
    Baidu(44)

    针对原有射频识别(RFID)中间件存在恶意跟踪、修改、假冒等安全问题,提出一种RFID中间件可重构安全框架。采用SOA与OSGi的插件架构降低各组件间的耦合性、增加部分组件的重用性、发现与绑定可获取的组件服务,通过生命周期管理对各模块进行安全状态监控,实现实时动态操作管理。测试结果表明,该框架具有可动态扩充、集中管理以及高度模块化的特点,可提高RFID的应用效率,加强其可靠性与安全性。

  • 物联网专题
    范文兵, 葛峥, 王耀
    计算机工程. 2010, 36(17): 90-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2010.17.031
    摘要 (1098) PDF全文 (2009)   可视化   收藏
    Baidu(21) CSCD(3)

    设计一种超高频的射频识别(RFID)系统结构,基于ISO/IEC18000-6协议对超高频RFID系统进行仿真。在多经衰落的环境中,实现RFID系统的收发,验证RFID系统反向散射的工作原理,得到信噪比和误码率的关系。仿真结果证明了该系统的可行性。

  • 物联网专题
    赵小强
    计算机工程. 2010, 36(17): 93-94,97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-3428.2010.17.032
    摘要 (1113) PDF全文 (1570)   可视化   收藏
    Baidu(16) CSCD(1)

    针对全国水质监测水平低以及水质污染日趋严重的现状,研制水质远程监测智能环保系统。系统融合固定远程监测站点、移动式无线监测站点以及生物水质监测站点,形成监测水域全覆盖、三位一体的实时监控网络。现场安装和测试结果表明,系统具有测量数据远程加密传输、超标报警、测量数据实时存储、科学决策等功能,同时该系统具有功耗低、可靠性高以及安装简便等特点,有较好的推广应用价值。