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EasiSHA_一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构

出了一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构EasiSHA，采用以可重塑计算部件为核心的 终端体系结构，能够针对应用需求动态调整软硬件资源配置，在提供较高通用性的同时能够有效降低终 端的硬件冗余度．提出了一种软硬件任务调度机制，根据物联网应用运行时所需终端的性能指标，实时 动态改变计算任务的执行方式，在终端性能满足应用需求的前提下优化终端整体功耗．提出了一种计算 任务复用机制，采用软硬件协同的方式实现应用程序与标准计算任务之间的松耦合，减小应用程序与计 收稿日期：2012—07—25；修回日期：2012-09 11 基金项目：国家“九七三”重点基础研究发展计划基金项目（2011CB302803）；中国科学院战略性先导科技专项项目（XDA06010403）；国家自 然科学基金项目（61003293）；北京市自然科学基金项目（4112054）；江苏省自然科学基金重点研究专项项目（BK2011007）；国家科 技重大专项项目（2010ZX03006—006） 通信作者：李栋（1idong@ict．ac．cn） 万方数据 960 计算机研究与发展2014，51（5） 算任务之间的关联度，并结合云端任务共享机制实现任务的可复用性，能够有效优化物联网应用的开发 速度和成本．

  • 2021-06-24
  • 阅读89
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基于嵌入式Linux的物联网网关研究与实现

随着物联网发展速度日益加快，作为连接感知网络和传统通信网络的物联 网网关正在其中扮演着重要角色。然而，目前针对物联网网关的统一标准尚未制 定，物联网网关的设备类型干差万别。人们往往针对某一具体应用场景来研发特 定物联网网关设备，～旦应用场景发生变化，从上层应用协议到下层接口模块都 需要重新开发，大大增加工程成本，严重阻碍物联网的发展。 本文基于上述问题，同时结合嵌入式系统技术，设计并实现了～种基于嵌入 式Linux的物联网网关系统。该系统既可实现不同感知设备的接入，又可实现与多 种通信网络的数据交互，另外还具有CoAP／HTTP协议转换、短信收发、本地动态 曲线显示等扩展功能，可在多种实际场景中得到应用。 首先，本文论述了物联网网关的研究背景及研究现状，分析目前物联网网关 存在的问题，并针对此问题提出一种基于分层思想的物联网网关架构。该架构分 为三个层次：感知接入层、数据处理层和传输应用层。感知接入层可接入三类设 备：基于IEEE802．11协议的ARM节点，该设备可运行BATMAN路由协议；基于 IEEE802．15．4协议的传感器节点，该设备可运行RPL路由协议；RFID射频设备。 数据处理层用于对数据包的截获、分析和处理，可实现CoAP／HTTP协议转换功能 和采集信息本地存储功能。传输应用层用于对数据包的远程传输和应用处理，一 方面可实现以太网络和3G网络两种传输模式，并能根据网络变化状况进行传输模 式的动态切换，另一方面可实现短信收发功能，当监测环境发生剧烈变化时网关 可发送短信提醒用户，用户也可向网关发送查询短信以获取某个节点的实时监测 信息，另外还可实现本地动态曲线显示功能，使得环境监测信息能够在网关本地 显示屏中以动态曲线的形式显示。 然后，本文在搭建的硬件平台基础上，设计并实现了物联网网关软件模块的 功能，并对系统软件平台、802．11模块、802．15．4模块、RFID模块、数据包处理 模块、数据存储模块、CoAP／HTTP协议转换模块、网络切换模块、短信消息处理 模块和本地动态曲线显示模块的设计思想和技术实现进行了详细分析。 最后，本文搭建测试环境分别对物联网网关的各项功能进行了测试。测试结 果表明，本文开发的基于嵌入式Linux的物联网网关系统能够满足设计要求。

  • 2021-06-24
  • 阅读68
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国产卫星数据与SPOT数据在矿山调查中的应用

别利用国产卫星ZYl—02C、GF-1遥感数据与法国SPOT-5数据为信息源，以宁夏南部某非金属矿产露天开发集中区 为监测区，开展了矿山开发状况及矿山环境遥感调查及动态监测．通过不同非金属矿山以及采场、中转场地、固体废弃物、 矿山建筑等不同矿山地物类型等，在不同期次、不同数据源影像上的特征显示，进行了遥感数据性能应用效果对比．通过 对比显示，表明ZYl—02C、GF一1星数据与SPOT-5数据完全可满足非金属矿山开发状况及引发的矿山地质环境问题的 遥感调查与监测工作的需求，相比而言，国产卫星数据更具较好的应用前景．

  • 2021-06-24
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基于BP神经网络的怒江流域泥石流易发性动态区划模型研究_

地形、地貌、地质以及气候的错综复杂使怒江流域的泥石流触发机理研究尚不成熟，现有泥石流易发性区划成果受主观影响较大。时空大数据和机器学习技术的发展为无假设机制下的泥石流易发性风险评估研究提供了技术支撑。首先基于泥石流成因收集潜在的影响因子，通过相关性分析筛选出土壤质地（Clay、Silt、Sand）、NDVI、土壤类型、高程、坡度、坡向、降雨量（R0、R1、R2）以及历史灾害影响因子（Ho、Hd）等 13 个评价指标，并用上述指标训练最佳预测模型。将模型预测结果与云南省最新的泥石流隐患点分布进行对比分析，结果表明，该模型预测的泥石流高发生和极易发生区域的准确率达到了 77.5%和 73.8%，预测的泥石流灾害的准确率达到了 77.7%。研究成果可为泥石流防灾减灾工作提供有效参考

  • 2021-06-24
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基于物联网的大型地下洞室群施工期动态安全评价与预警方法研究

大型地下洞室群施工过程中受到各种复杂因素的影响，实时准确评价工程安全并及时预警具有重要的工程 意义。引入物联网技术，搭建施工信息采集平台，实现洞室群内外部数据的实时动态采集与传输。基于强度折减 的思想，以数值模拟为主要手段，提出基于实时数值仿真的地下洞室群施工期围岩劣化损伤折减计算方法，给出 施工期任意施工状态下的围岩变形动态预警指标及标准。通过混合使用多层次模糊综合评价方法中的合成算子， 提出基于实测性态的地下洞室群安全性实时综合评价与预警方法。发生警情后，基于实时的洞室群交通拓扑网络 为每个施工人员提供最佳疏散路径，并通过物联网信息传输平台即时发送至手持 PDA。最后，基于 Python+VB.net 混合编程技术开发大型地下洞室群施工期安全实时评价与动态预警系统，该系统实现了地下工程施工过程的动态 安全预警及应急疏散指挥调度，为工程及生命安全提供有力保障

  • 2021-06-24
  • 阅读74
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基于云—边协同的智能工厂工业物联网架构与自治生产管控技术

针对智能工厂底层大量物联设备产生的海量制造数据在云端处理分析和边缘端实时计算两个层面的 需求,提出一种基于云—边协同的智能工厂工业物联网架构以及边缘节点、云端应用服务的配置方法。在该架构 下,时间不敏感型与时间敏感型制造数据处理任务分别由工厂云服务器、工业物联网边缘节点完成。考虑智能工 厂内人、机、物等生产主体均具有智能,进一步从生产计划、执行、监控、优化的逻辑视角,阐述了基于"人—机—物" 共融的智能工厂自治生产管控关键技术。通过案例研究得出,所提出的智能工厂工业物联网架构可在云端与边缘 端两个层面进行制造数据处理分析,并实现智能工厂实时生产状态监控与自治生产过程响应控制,为实现制造工 厂智能化、自治化生产提供技术支撑。

  • 2021-06-24
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面向雾增强型工业物联网的多维安全查询方案

针对现有范围查询方案进行多维数据查询时缺乏隐私保护的问题，提出了一种带有隐私保护特性的面向 雾增强型工业物联网多维安全查询方案。该方案首先将用户待查询的多个维度区间映射成一个查询矩阵；然后， 构造辅助向量对查询矩阵进行分解，利用 BGN 同态加密对辅助向量进行处理形成查询陷门；最后，物联网设备 终端利用同态特性将传感数据与查询陷门进行匹配。特殊辅助向量有效降低了方案空间复杂度，同态加密的自盲 性保证了传感数据机密性和用户查询模式的隐私。仿真实验结果表明，所提方案的计算开销和通信开销较低。 关键词：雾增强；工业物联网；安全查询；隐私保护；BGN 同态加密

  • 2021-06-24
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输变电设备物联网通信网络结构及拓扑分析

为了满足输变电设备物联网复杂信息流传输需求，提出了一种信息通信网络结构。信息结构上采用IEC 61850分布式结构，实现主备倒换；在通信网络中，采用2级分层网络结构分别实现接入控制和流量控制。设计 输变电设备网络拓扑结构，采用有线、无线异构网络方案来提升网络系统可靠性并为资产巡检提供业务通道。结 果表明：选择异构冗余的双星型网络作为汇聚层的组网方案，可支持由15个智能传感器与34"主智能电子设备（roD） 构成的变电站监测网络；该组网支持主lED设备之间的主备倒换且倒换时间＜18 S。因此，以1EC 61850为基础分 层的双网异构网络结构可满足全景信息等应用要求。

  • 2021-06-24
  • 阅读63
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