摘要：无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)扩展了人们收集外界信息的能力,实现了信息世界与物理世界的融合.近年来云计算技术的快速发展,给传感器网络注入了新的活力,催生了新的应用和服务,也拓展了传感器网络在数据处理和存储方面的能力,在此基础上产生了传感云系统.传感云可以利用云端处理底层传感器网络产生的数据,并为上层用户提供远程服务,使用户能按需收集、处理、分析、存储和分享传感数据.在充分调研了目前的传感云系统的基础上,主要介绍了传感云的产生背景、体系结构和应用领域,归纳了传感云系统的特点,揭示了现有的传感云系统存在通信带宽不足、实时性差、故障率高和隐私数据易泄露等一系列问题,给出了基于雾计算的传感云框架,设计了解决问题的基本思路,探讨了未来的研究方向.

摘要：针对当前智能优化算法普遍存在收敛精度不高、容易"早熟"的缺陷,提出全新的智能优化算法—弹性碰撞优化(ECO)算法.算法基于弹性碰撞物理学现象,通过模拟碰撞过程中物理属性相互影响的变化过程,抽象出"与种群最优碰撞"、"与自身历史最优碰撞"和"随机碰撞"3种粒子更新机制.为了有效提升复杂高维优化问题的寻优能力,设计自适应核模糊C-均值聚类(AKFCM)算法,利用AKFCM对ECO种群进行聚类分析,通过迭代比对策略实现种群自动最佳聚类划分,确保粒子学习对象的合理性与多样性.种群样本多样性定量分析表明ECO在运算后期具有较好的种群多样性.将ECO应用于传感云资源调度问题,为了满足传感云系统管理多样性需求,构建多目标优化传感云资源调度模型,设计符合调度问题的ECO粒子编码方式,实现传感云资源高效率调度优化.多维复杂测试函数以及传感云资源调度实例仿真结果表明,ECO具有较高的收敛精度和成功率,有效降低了传感云资源调度的能耗和任务长度.

摘要：云计算技术与无线传感器网络结合所产生的传感云(sensor-cloud)系统已经逐渐成为研究的热点。传感云在云计算平台的支撑下扩展了传统传感网的服务能力。对目前主流传感云系统进行了充分调研,总结了传感云系统的特点和发展规律,发现系统中存在的可信问题将直接影响到上层数据保护和应用;揭示了已有方案难以提供可信传感云服务是因为底层无线传感网能量不足、计算能力弱、易故障等,以及云计算模式缺乏对底层传感器节点和数据的直接管理等;构建了基于雾计算模式的可信传感云实现框架,设计了可信评估、可信数据收集、可信存储等关键技术,也为后续研究提出可供借鉴的新思路。

摘要：针对传感云的大规模高维度数据和多变性入侵行为,在雾计算模式下提出了一种基于并行离散优化特征提取和机器学习方法特性的传感云入侵检测算法。首先,为有效降低数据维度和提高特征提取过程的鲁棒性,在定义最优特征评价指标的基础上构建并行离散优化特征提取框架,理论分析表明:该指标能最大限度去除特征冗余度和保持原始数据多样性。其次,设计了具有普遍意义的离散优化算法(DOA),结合工程优化问题特点给出DOA实现流程,并证明了DOA具有全局收敛性,在此基础上使用DOA对特征提取框架进行求解,通过并行特征子集筛选过程实现了最佳特征组合提取。最后,利用最佳特征子集和机器学习中的分布模糊聚类技术对传感云入侵行为进行检测,通过引入智能迭代进化思想和自适应聚类策略,在有效避免模糊聚类算法易陷入局部最优缺陷的同时实现了聚类个数自动划分。实验结果表明:该入侵检测算法能有效给出入侵检测结果,而且相比于其他检测算法,该算法异常检测成功率和漏检率明显改善,且具有较强抗噪能力。

摘要：通过对环卫车辆城市垃圾回收运输过程的分析,将垃圾集中处理中心和垃圾临时存放的垃圾桶表示成二类节点构成的完全无向网络图,并建立了数学模型.基于传感云的垃圾桶信息的动态实时数据采集过程,设计算法对模型进行了仿真实验,并取得了满意的结果,能对环卫车辆的调度策略分析提供有力支持.

摘要：通过调研大量的国内外传感云安全的相关文献发现,现有的传感云系统存在一系列严重的安全问题,如不同服务提供商的信誉问题、物理节点耦合漏洞、数据权限管理漏洞等,严重地阻碍了传感云系统的进一步发展。分析了传感云系统存在的安全问题,对比了现有的传感云安全技术,讨论总结了不同种类解决方案的优缺点,提出了未来传感云发展面临的安全挑战。最后,设计了基于雾计算框架下传感云安全的实现方案,为传感云的安全研究带来新的思路。

摘要：无线携能通信能够提升传感器网络的能量效率和资源复用率,然而当前研究均优化无线携能通信参数以实现系统增益,忽略了信道质量变化对系统能量效率的影响.为了解决该问题,针对无线携能通信的传感云系统,提出基于最优停止理论的Sink节点能效优化策略.首先设计下行无线携能通信、上行信息传输的工作时序,其中下行阶段Sink节点采用机会调度策略,选择信道质量较好时刻开始下行链路传输.Sink节点能效定义为系统所实现的上行吞吐量与下行能耗之比.继而基于最优停止理论,建立Sink节点能效最优化问题并证明该问题存在最优停止规则.最后设计最优能效算法求解Sink节点最优下行无线携能传输时刻,从而制定相应的能效优化策略.通过仿真实验验证最优能效算法的有效性与性能,同时通过不同策略的对比验证所提策略在提升Sink节点能效方面的优势.

摘要：针对大坝监控数据存在的安全性与可靠性隐患问题,本文提出了一种基于区块链(BC)的由传感器云和无人机云组成的系统架构,以用于监控大坝和确保数据的安全性与可靠性.其中传感器云提供各种感测数据,无人机(UAV)云则收集这些数据并将其传送到大坝监控中心(DMC),区块链技术用于保证数据的完整性、真实性、安全性和可追溯性.分析表明,所提出的系统具有很好的伸缩性,并可以有效保证大坝监测数据来源的可靠性,数据传输的安全性以及预防潜在的数据攻击.最后,本文通过评估数据传递延迟率来评估工作绩效,仿真结果表明,所设计系统的延迟率与生成事件概率、重访时间成正相关,与警报间隔时间成负相关,且具有更高的支付成功率.