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FFT算法下物联网异构节点部署优化仿真

计算机仿真 2023年第12期40卷 446-450页

作者：贾徐庆李杰曹鹏飞南京中医药大学翰林学院江苏泰州225300 东南大学软件学院江苏南京210000 三江学院计算机科学与工程学院江苏南京210012

开展物联网异构节点部署优化时,若节点部署位置不合理,会直接影响物联网的使用寿命,为此提出基于FFT算法的物联网异构节点部署优化方法。根据物联网异构节点的通信范围,确定网络节点遇到障碍物后的通信半径,以此获取物联网在监测目标区... 详细信息

开展物联网异构节点部署优化时,若节点部署位置不合理,会直接影响物联网的使用寿命,为此提出基于FFT算法的物联网异构节点部署优化方法。根据物联网异构节点的通信范围,确定网络节点遇到障碍物后的通信半径,以此获取物联网在监测目标区域覆盖率;计算物联网异构节点的虚拟力,引入通信门限控制自适应节点间虚拟力范围,保证物联网的运行平稳;采用FFT变换算法建立虚拟力函数模型,结合基函数矩阵,构建节点虚拟力目标优化函数对节点虚拟力实施自适应优化,基于优化结果实现物联网异构节点部署优化。实验结果表明,利用方法开展物联网异构节点部署优化时,节点部署优化性能高、效果好。

关键词：物联网异构节点虚拟力计算

面向异构节点的无线体域网MAC层资源分配方法研究

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面向异构节点的无线体域网MAC层资源分配方法研究

作者：张宇睿华南理工大学

学位级别：硕士

无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBANs)是由若干体表或植入传感器节点组成的低功耗、短距离无线通信网络。无线体域网的信道资源有限且网络内节点传输要求有差异,给资源分配带来了挑战。介质访问控制(Medium Access Control,M... 详细信息

无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBANs)是由若干体表或植入传感器节点组成的低功耗、短距离无线通信网络。无线体域网的信道资源有限且网络内节点传输要求有差异,给资源分配带来了挑战。介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议是WBAN通信协议的关键部分,在信道资源分配方面起重要的作用。现存的MAC协议在链路动态的情况下的信道资源分配还存在着不足,一方面,根据相对固定的时延要求与数据产生速率来决定信道资源分配不符合节点产生数据不规律、存在不同时延要求的实际情况,在存在信道衰落的情况下会加剧资源分配不足或浪费的问题,无法满足部分异构节点的传输要求;另一方面,在CSMA/CA通信模式下,固定的退避值选择范围和固定长度的竞争接入阶段无法同时满足信道高效利用和达到较低的竞争冲突的要求。为满足更广泛应用场景下无线体域网不同节点的差异化传输要求,提高信道利用率并实现网络的高可靠性,本文提出了两种MAC协议。本文的主要内容和创新点如下:1)针对异构传感器节点的传输资源需求差异化的问题,提出了一种面向节点异构性的动态信道资源分配方案。首先,本方案设计了节点状态。根据节点的缓存、数据时延和信道状态决定节点是否参与竞争和选择传输速率,使得节点能及时接入信道,提高数据传输的可靠性。其次,提出了一种动态信道接入方案。协调器通过唤醒无线电提前唤醒其他节点以进行下一个发送节点的选择,根据节点的实时需要分配传输资源,充分利用信道。最后,考虑节点流量优先级、数据包大小、缓存占用和时延四个因素,设计了新的发送优先级,用于选择传输需求最紧急的节点。不同于已有方法,该方法借助唤醒无线电进行传输节点的实时选择与信道资源的合理分配,确保每次的发送节点是当前网络中发送需求较高的节点且分配的发送时间恰好满足节点需要而不造成浪费。该方法能适应节点的不同传输需求并减少因信道衰落造成的信道资源浪费。仿真结果表明,与其他两种方案对比,本文提出的MAC协议能够提供更高的吞吐量,更高的可靠性和更好的时延性能。2)针对不同节点数情况下竞争机制效率不高以及信道利用不充分的问题,提出了一种扩展性重视的自适应调整MAC协议。首先,本协议在竞争阶段提出了退避值预分配及根据节点数设定退避值选择范围的方法,减少了竞争冲突并提高了信道利用率。其次,在非竞争阶段,节点根据信道状态及缓存数据量调整数据包长度以降低能耗以及提高数据发送的可靠性。然后提出了一种传输顺序选择方法,信道好的节点排前面并根据节点的信息年龄与缓存量排序以提高发送效率,信道差的节点排后面并根据发送稳定性及发送成功率排序以提高数据发送的可靠性。最后,根据节点发送时缓存数据量的估计值进行初步的时隙分配,再根据发送时的信号强度以及发送剩余的数据决定二次时隙分配,以提高信道利用率并减少时延。仿真表明该协议在平均信息年龄、数据发送成功率和能耗上有一定的优越性。

关键词：无线体域网 MAC协议资源分配超帧结构异构节点优先级设计

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基于改进Fi-GNN模型的点击率预测方法

计算机工程与设计 2024年第6期45卷 1720-1727页

作者：夏义春李汪根李豆豆高坤束阳安徽师范大学计算机与信息学院安徽芜湖241002

为解决基线模型(Fi-GNN)特征交互模块设计不合理的问题,提出一种基于改进Fi-GNN模型的点击率预测方法(Fi-GNN-V2)。针对特征交互模块的邻接矩阵没有考虑到异构节点间的多元关系,在计算异构节点间相互作用的权重时增加边类型的嵌入向量,... 详细信息

为解决基线模型(Fi-GNN)特征交互模块设计不合理的问题,提出一种基于改进Fi-GNN模型的点击率预测方法(Fi-GNN-V2)。针对特征交互模块的邻接矩阵没有考虑到异构节点间的多元关系,在计算异构节点间相互作用的权重时增加边类型的嵌入向量,得到更合理的邻接矩阵;通过多头聚合多个子空间的邻居信息学习不同方式的特征交互;融合二阶以及三阶特征组合解决特征交互模块造成特征域的语义信息丢失问题,设计注意力模块抑制无用特征组合对模型学习的干扰;为进一步提升模型的性能,结合深度神经网络隐式捕捉高阶非线性的特征组合进行联合预测。实验结果表明,该方法优于其它主流点击率预测模型。

关键词：点击率预测邻接矩阵异构节点多空间聚合语义信息注意力模块深度神经网络

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异构CAN总线节点通信系统设计

天津职业技术师范大学学报 2022年第2期32卷 50-53页

作者：郝彬李树凤王志琳刘新月天津职业技术师范大学电子工程学院天津300222 科信达通(天津)科技发展有限公司天津300101

针对照明光源的多点布设与控制问题,采用CAN总线方式实现多控制节点间的通信。针对不同主控芯片的异构节点,采用相同的波特率,对实现CAN总线通信的关键技术进行了研究。搭建由1个主节点和3个从节点组成的演示系统,主节点采用STM32F103... 详细信息

针对照明光源的多点布设与控制问题,采用CAN总线方式实现多控制节点间的通信。针对不同主控芯片的异构节点,采用相同的波特率,对实现CAN总线通信的关键技术进行了研究。搭建由1个主节点和3个从节点组成的演示系统,主节点采用STM32F103芯片、内置bxCAN控制器,从节点采用STC89C52RC单片机、外扩独立的CAN控制器SJA1000。实际操作验证了该方案的可行性。

关键词： CAN总线异构节点波特率

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基于异构节点的高稳定性应用层组播算法研究

小型微型计算机系统 2016年第11期37卷 2469-2472页

作者：崔建群夏振厂陈爱玲吴黎兵华中师范大学计算机学院武汉430079 武汉大学计算机学院武汉430072

针对移动环境下应用层组播如何快速构建稳定的组播树,以及组播树中非叶子节点失效导致链路数据的传输中断影响组播树的完整性问题,提出一种基于节点性能和在线时间的应用层组播树构建算法HSHN(High Stability based on Heterogeneous No... 详细信息

针对移动环境下应用层组播如何快速构建稳定的组播树,以及组播树中非叶子节点失效导致链路数据的传输中断影响组播树的完整性问题,提出一种基于节点性能和在线时间的应用层组播树构建算法HSHN(High Stability based on Heterogeneous Nodes)和备份关键父节点的组播树恢复方法.首先建立模型,构建基于异构节点的高稳定性组播树,提出组播树恢复方法,然后分析模型,论证方法,保证组播树有比较高的稳定性.仿真结果表明,提出的高稳定性HSHN算法能够快速的构建组播树,具有较低的节点加入时延,而且能够快速恢复组播树.

关键词：应用层组播完整性稳定性因子异构节点组播树恢复

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基于异构节点的全视角强栅栏覆盖的研究

计算机应用研究 2017年第1期34卷 173-176页

作者：郭凯东冯秀芳太原理工大学计算机科学与技术学院太原030024

覆盖问题始终是无线多媒体传感器网络(WMSN)中研究的重要领域。为了实现对被监测区域的全方位覆盖,以及能够捕捉到进入该区域目标的有效信息,同时尽可能延长网络寿命,提出了一种基于异构节点的全视角强栅栏覆盖模型,借助红外线传感器辅... 详细信息

覆盖问题始终是无线多媒体传感器网络(WMSN)中研究的重要领域。为了实现对被监测区域的全方位覆盖,以及能够捕捉到进入该区域目标的有效信息,同时尽可能延长网络寿命,提出了一种基于异构节点的全视角强栅栏覆盖模型,借助红外线传感器辅助相机传感器节点完成对一个指定区域的监测。在研究过程中,受到了分治策略的启发,将目标区域分为若干正三角形网格,采用唤醒机制有效节约网络能量。仿真实验表明,该模型能够通过消耗较少的能量,实现对一个区域的覆盖监测,延长了网络寿命。

关键词：无线多媒体传感器网络异构节点全视角强栅栏覆盖唤醒机制

基于扫描线和免疫遗传算法的WSN异构节点部署

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计算机测量与控制 2013年第12期21卷 3426-3428页

作者：景清武东北大学计算中心沈阳110819

为了解决网络监测区域的异构传感器节点部署问题,将异构节点和目标点所在监测区域划分为若干栅格,提出了一种基于栅格的确定性节点部署算法;首先,在传统概率感知模型中加入异构节点剩余能量因素进而得到改进的概率感知模型和部署目标函... 详细信息

为了解决网络监测区域的异构传感器节点部署问题,将异构节点和目标点所在监测区域划分为若干栅格,提出了一种基于栅格的确定性节点部署算法;首先,在传统概率感知模型中加入异构节点剩余能量因素进而得到改进的概率感知模型和部署目标函数,然后定义了基于改进扫描线算法的节点部署方法获得初始部署方案,该方法能在保证覆盖率的前提下最小化工作节点数;为了进一步降低网络的消耗,采用改进的免疫遗传算法对初始部署方案进一步寻优,对具体的基于改进免疫遗传算法实现WSN异构节点部署的算法进行了描述;仿真实验表明:文中方法能稳定运行390轮,与其它方法相比,具有较少的能量消耗和较长的网络生命周期,具有较大的优越性。

关键词：覆盖异构节点部署扫描免疫遗传

线路在线监测的自组织自愈无线传感器网络方案

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高电压技术 2010年第3期36卷 616-620页

作者：刘芹王钢董镝李昭廷郝艳捧戴栋李立浧朱功辉罗兵华南理工大学电力学院广州510640 南方电网技术研究中心广州510623

如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自... 详细信息

如何将安装于杆塔上在线监测的现场数据信息采集终端装置采集到的数据信息安全可靠地传输至监控中心在线监测诊断预警系统主站中对电网安全运行十分重要,因此针对应用对象的技术层面,提出了适用于远距离输电线路故障在线监测的自组织自愈通信网络的原理和方法,设计了应用于输电线路灾害预警系统无线传感网络能够融合数据、图像、视频等多种类型传感信号的异构加速度传感器节点模块;采用异构节点集群路由协议的思想,给出基于ZigBee无线组网技术来实现层次性网络拓扑结构局域网及簇首单跳或多跳集群路由协议,并从节点查询、数据传输速率和网络安全性方面对此方案进行分析,提出了需进一步研究和探讨的相关技术。

关键词：无线传感器网络异构节点集群路由多跳协议自组织自愈

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异构传感器网络多目标多重覆盖策略

电子与信息学报 2014年第3期36卷 690-695页

作者：罗旭柴利杨君武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081

在传感器网络环境监测应用中,常存在多种监测对象。此类应用中,每个异构网络节点搭配不同类型的传感器,要求网络部署可多重覆盖监测区以监测各个子对象。针对节点随机分布的传感器网络,该文提出一种平均子网寿命模型以评价网络中某子对... 详细信息

在传感器网络环境监测应用中,常存在多种监测对象。此类应用中,每个异构网络节点搭配不同类型的传感器,要求网络部署可多重覆盖监测区以监测各个子对象。针对节点随机分布的传感器网络,该文提出一种平均子网寿命模型以评价网络中某子对象的监测寿命。在给定成本预算与各子对象的基本覆盖率需求下,采用一种基于整数向量规划的多目标多重覆盖算法权衡成本、网络覆盖性能以及网络中不同子对象的监测寿命。该算法分两部分,首先确定监测不同子对象的传感器数量,然后基于平均子网寿命模型,确定不同类型的异构节点数量。针对向量规划问题,文中给出两种不同次优解法。在仿真实验部分,将不同次优解法进行了对比,并分析了算法计算复杂度。仿真示例验证了该文的覆盖算法在多对象监测应用中的有效性。

关键词：传感器网络多对象监测平均子网寿命向量规划异构节点