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无线传感器网络压缩采样与数据重建方法研究

无线传感器网络压缩采样与数据重建方法研究

作者：慈白山华东交通大学

学位级别：硕士

无线传感器网络作为一种全新的信息获取技术,已经被广泛应用于环境监测、林火探测、基础设施检测、精准农业等相关领域。但由于传感器节点存在能量、存储空间受限等问题,这制约无线传感器网络在长期、大范围目标监测的实际应用。压缩采... 详细信息

无线传感器网络作为一种全新的信息获取技术,已经被广泛应用于环境监测、林火探测、基础设施检测、精准农业等相关领域。但由于传感器节点存在能量、存储空间受限等问题,这制约无线传感器网络在长期、大范围目标监测的实际应用。压缩采样在数据采样过程中就实现压缩,是一种解决无线传感器网络能量受限问题的有效手段。因此,本文对压缩采样及数据重建问题进行研究,并提出周期排序分簇压缩采样及数据重构方法、数据缺失压缩采样的非参数贝叶斯插值方法。主要研究工作如下:1)针对目前存在的基于压缩感知的无线传感器网络压缩采样方法通常假设被采集的传感器数据是稀疏的或可压缩的,然而许多场景中真实传感器数据的稀疏性并不理想,本文提出了一种能量高效的周期排序分簇压缩采样方法。该方法在分簇路由的基础上上引入压缩感知技术,从而能够有效的减少网络负载并支持更大的网络。此外,通过对数据进行简单的处理可大大提高稀疏性,并且通过理论分析证明用于预处理的计算能耗很小,可以忽略不计。考虑大多数传感信号具有良好的短时稳定性,采用周期排序的方式对提出的方案进行改进,进一步降低网络能耗。除此之外,对提出的数据收集方法分别从能耗和时延特性进行理论分析,并利用真实传感数据进行仿真分析,实验结果表明本文提出的算法能够在保证数据精度的同时有效减少网络能量消耗。2)针对目前基于稀疏表示的数据插值方法通常假设信号在固定的正交基或超完备字典下是稀疏,而固定结构的字典缺由于乏自适应性,难以最优表示稀疏性动态变化的信号,本文提出一种基于非参数贝叶斯的数据插值方法。该方法在结合稀疏表示理论和非参数贝叶斯学习的基础上,采用非参数贝叶斯方法进行字典学习,从而实现对稀疏性动态变化信号的最优稀疏表示。在信号最优稀疏表示的基础上,考虑数据插值问题可以等效为一个稀疏采样问题,建立观测数据、丢数据与先验知识的非参数贝叶斯模型。通过对模型的学习获得包括最优字典和稀疏系数在内的所有模型参数,并利用学习出的最优字典和稀疏系数进行插值,可以实现丢失数据的准确恢复。采用真实的土壤湿度数据和温度数据进行仿真分析,实验结果表明本文提出的数据插值方法的能够准确恢复丢失数据。本文针对无线传感器网络(WSNs)的能量受限和能量消耗不平衡性问题,从压缩采样方面去解决WSNs能量受限问题。提出通过对网络中数据进行周期排序,提高信号的稀疏性,从而获得高能效的压缩采样方法,降低和平衡网络能耗,提高网络生命周期。利用压缩采样可以降低和平衡网络能耗,但压缩采样必然会产生信息丢失。针对数据缺失压缩采样下的数据丢失问题,利用非参数贝叶斯无需事先假定信号服从具体分布,可以自适应学习信号的稀疏性变化,实现信号的最优稀疏表示。信号重构和与稀疏表示是一个对偶过程,利用非参数贝叶斯数据插值方法可以复原丢失数据,解决能耗与高数据精度的矛盾。

关键词：无线传感器网络压缩采样分簇路由数据重建非参数贝叶斯

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多稀疏基分簇压缩感知的WSN数据融合方法

传感技术学报 2016年第3期29卷 417-422页

作者：朱路刘媛媛慈白山潘泽中华东交通大学信息工程学院南昌330013

针对传感器节点采集数据精度与能量消耗的矛盾,提出多稀疏基分簇压缩感知的无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)数据融合方法。该方法利用改进的阈值对随机部署的传感器节点进行簇首选择继而形成最优簇,簇首采用伯努利随机观测... 详细信息

针对传感器节点采集数据精度与能量消耗的矛盾,提出多稀疏基分簇压缩感知的无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)数据融合方法。该方法利用改进的阈值对随机部署的传感器节点进行簇首选择继而形成最优簇,簇首采用伯努利随机观测矩阵对簇内节点信号进行线性压缩投影,然后将压缩的信息传送给汇聚节点,减少数据传输即降低通信能耗,从而提高网络的生命周期。根据传感器节点监测信号在有限差分和小波中都具有可压缩特性,汇聚节点在有限差分和小波两个稀疏基的约束下,利用OOMP算法分别对线形压缩投影信息进行重构;并采用最小二乘法融合重构信号,提高数据精度。仿真实验结果表明,多稀疏基分簇压缩感知的WSN数据融合方法在减少数据发送的情况下,能提高整个网络的生命周期,解决采集数据精度与网络生命周期的矛盾。

关键词：无线传感器网络分簇压缩感知数据融合

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缝隙八木纳米天线设计及宽波段吸收特性

光子学报 2016年第10期45卷 138-145页

作者：朱路王杨刘媛媛黄志群慈白山华东交通大学信息工程学院南昌330013

针对传统光伏电池能量收集易受环境与光照时间限制的问题,本文设计了一种用于太阳能收集的缝隙八木纳米天线单元及阵列.采用时域有限差分法分析缝隙间距对纳米天线远场方向性和近场分布的影响,并研究缝隙八木纳米天线阵列的吸收特性及... 详细信息

针对传统光伏电池能量收集易受环境与光照时间限制的问题,本文设计了一种用于太阳能收集的缝隙八木纳米天线单元及阵列.采用时域有限差分法分析缝隙间距对纳米天线远场方向性和近场分布的影响,并研究缝隙八木纳米天线阵列的吸收特性及不同缝隙间距对阵列天线吸收率的影响.研究远场方向性发现,当缝隙间距增加到一定距离时,天线方向图出现多个副瓣并产生新的辐射模式;通过对近场分析表明,新辐射模式的产生来源于高阶模式的局域表面等离激元.天线阵列吸收率的仿真结果表明：在400～1 500nm波段,随着缝隙间距的增加,缝隙八木纳米天线阵列吸收率呈上升趋势,当缝隙间距等于80nm时,在400～660nm、760～1 300nm两个波段内吸收率较高,吸收峰值最大可以达到98%;以吸收率大于50%为基准,当缝隙间距等于80nm时,其吸收波段最宽.

关键词：表面等离激元能量收集缝隙八木纳米光学天线时域有限差分远场方向性吸收特性

智能驱动示范引领红谷滩公司进入配网“智能自愈时代”

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江西电力 2022年第5期46卷 27-29页

作者：慈白山国网南昌市红谷滩供电公司

“60秒,配电网自动完成供电故障的定位和隔离;90秒内,恢复非故障区域自动转供电。”这是国网南昌市红谷滩供电公司电网线路故障的“自愈”速度。红谷滩公司作为地处全省行政、金融、商务、文旅、创新中心的供电服务“窗口”单位,一直高... 详细信息

“60秒,配电网自动完成供电故障的定位和隔离;90秒内,恢复非故障区域自动转供电。”这是国网南昌市红谷滩供电公司电网线路故障的“自愈”速度。红谷滩公司作为地处全省行政、金融、商务、文旅、创新中心的供电服务“窗口”单位,一直高标准建设安全、可靠、绿色、高效的智能配电网,线路故障“自愈”正是配电网智能化的重要一环。2022年以来,公司在全区打造具有智能自愈功能的高可靠性电网,累计完成9座变电站、79条10千伏线路全自动FA功能投运,全自动FA覆盖率提升至37%,配网线路故障处理时间由原来的平均1小时下降至70秒,红谷滩配电网进入“智能自愈时代”。

关键词：智能配电网电网智能化线路故障供电故障自愈功能故障区域供电公司供电服务

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配网自动化技术在配网运维中的应用

科技创新与应用 2022年第15期12卷 175-178页

作者：慈白山徐益国网江西省电力有限公司南昌市红谷滩供电分公司江西南昌330000 江西电力职业技术学院(国网江西省电力有限公司培训中心) 江西南昌330032

我国经济的快速发展,对电力的需求量也在不断增长,电力已经成为我国社会经济和国民生活增长推动的“主力军”,配电网对于电力系统来讲至关重要,是整个电网运行中的关键一环,通过合理科学的配电过程,从而全面保证电力稳定运行,为人民群... 详细信息

我国经济的快速发展,对电力的需求量也在不断增长,电力已经成为我国社会经济和国民生活增长推动的“主力军”,配电网对于电力系统来讲至关重要,是整个电网运行中的关键一环,通过合理科学的配电过程,从而全面保证电力稳定运行,为人民群众生产生活提供稳定的能源。配电网的运行状况和性能稳定关系到电力系统正常运转,当前,随着自动化技术广泛应用,配网自动化技术也已经成为电网运行的标配。文章就配电网中自动化技术应用中存在的问题提出措施,避免人工操作失误,保证电网稳定安全运行。

关键词：配网自动化配网运维应用

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基于人工智能技术的网络安全防护研究

科技创新与应用 2021年第27期11卷 166-168页

作者：徐益慈白山江西电力职业技术学院(国网江西省电力有限公司培训中心) 江西南昌330032 国网江西省电力有限公司南昌市红谷滩供电分公司江西南昌330000

随着网络技术的创新与突破,人们对网络的安全环境提出了更高的要求,网络安全防护问题也成为当前社会广泛关注的焦点。当前,网络安全主要依靠防火墙、入侵检测、防病毒软件和漏洞扫描等传统技术来防范,很难识别更高级的病毒,给计算机网... 详细信息

随着网络技术的创新与突破,人们对网络的安全环境提出了更高的要求,网络安全防护问题也成为当前社会广泛关注的焦点。当前,网络安全主要依靠防火墙、入侵检测、防病毒软件和漏洞扫描等传统技术来防范,很难识别更高级的病毒,给计算机网络带来了安全隐患。只有不断提高安全技术防范能力,才能更好地保护用户安全。文章主要通过对传统网络安全防护方式的不足进行分析,找到问题的根源,同时结合新技术能力探讨基于人工智能技术的网络安全防护策略,实现病毒防御的智能化和自动化运行。

关键词：人工智能网络安全防护技术

基于强化学习的无人机通信系统物理层安全性能优化研究

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基于强化学习的无人机通信系统物理层安全性能优化研究

作者：白山岭北京邮电大学

学位级别：硕士

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基于双重距离的多目标粒子群优化算法

控制与决策 2024年第6期39卷 1801-1809页

作者：慈雨荣淼彭晨上海大学机电工程与自动化学院上海200444

多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法在维护收敛性的同时搜索分布良好的最优解集较为费力.为此,提出一种基于双重距离的MOPSO,由种群的平均距离定义粒子的邻域空间,邻域粒子数为粒子的等级,数量越... 详细信息

多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法在维护收敛性的同时搜索分布良好的最优解集较为费力.为此,提出一种基于双重距离的MOPSO,由种群的平均距离定义粒子的邻域空间,邻域粒子数为粒子的等级,数量越多,粒子的等级越大.当等级相同时,算法结合粒子的拥挤距离选择最优粒子,并更新外部归档集.此外,算法结合粒子的变异行为避免陷入局部最优.在对比实验中,该算法在收敛性和多样性上可取得较优结果.最后,将该算法应用到电力系统的环境/经济调度模型(environmental/economic dispatch,EED),也可获得性能较好的解集.

关键词：平均距离拥挤距离邻域信息多目标粒子群优化多目标问题环境/经济调度

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从太原到北安——一段鲜为人知的军工史

轻兵器 2024年第2期 46-51页

作者：白山不详

1953年12月,从山西太原驶出一辆专列,向着东北方向疾驶,其中加挂的一节客车厢里面乘坐55名军工人与家属。这趟列车不仅装载着军工专用设备、工装夹具等,还承载着共和国一段鲜为人知的军工史。1954年10月,54式7.62mm手枪在黑龙江北安定型... 详细信息

1953年12月,从山西太原驶出一辆专列,向着东北方向疾驶,其中加挂的一节客车厢里面乘坐55名军工人与家属。这趟列车不仅装载着军工专用设备、工装夹具等,还承载着共和国一段鲜为人知的军工史。1954年10月,54式7.62mm手枪在黑龙江北安定型,成为新中国成立后正式装备部队的第一款制式武器,历时半个世纪,经久不衰,威名远播。

关键词：专用设备东北方向工装夹具制式武器山西太原军工黑龙江北安

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