基于电力线通信的智能网关设计

针对家居电力线通信网络与物联网进行数据融合的问题,提出一种智能网关设计方案,构建家庭电力线通信网络,连接智能插座、智能电表等终端设备,实现单个用电器及整个家庭的远程能耗数据获取及负荷控制,使用户能够及时调整用电模式,提高电能使用效率。     

基于压缩感知的水声传感网络通信方法

现有研究主要针对单个传感器节点发送数据的情形,传输效率不高,而多个传感器节点同时发送数据,可以提高传输效率,但存在用户数据之间的干扰.将压缩感知应用于水声传感网络中,提出一种可实现多节点同时传输数据的大容量协作通信方法,利用传感器节点数据的稀疏特性,将多个源节点数据同时传输等效为压缩感知中的测量过程,证明了多节点并发传输过程的传输特性可以满足压缩感知中的测量矩阵的约束等距性要求.目的节点通过重构算法,可以恢复多个并发传感器节点的数据.     

基于ATmega128的连续信号压缩感知实现方法

为了解决硬件对高频模拟信号采集困难的问题，根据连续信号可以在特定的频域有稀疏的特性，在采样节点，根据伯努利观测矩阵分布特点设计采样间隔，利用压缩采样方法采集数据，降低收发芯片CC1000所需发送的数据量，从而降低传感器节点在通信传输时所损耗的能量，延长节点的使用时间；在汇聚节点使用压缩采样匹配追踪算法(Compressive Sampling Matching Pursuit, CoSaMP)对接收到的稀疏数据进行重构，将重构的数据通过串口助手导出到终端，使用Matlab软件绘图分析，验证压缩感知实现方法的可行性。实验结果表明：该方法能够很好的在ATmega128芯片上实现压缩观测。在压缩率达到68%时，通过分析计算原始信号波形和重构信号波形，二者具有99.30%的相似度，显然将压缩感知理论可应用到局域网中，能减少网络传输的数据量，降低网络传输的能耗。     

基于压缩感知的协作系统物理层安全分析

将压缩感知技术引入协作通信系统中研究其物理层安全问题.在多源多中继协作通信系统中,将源节点通过中继节点到目的节点,源节点到窃听节点的信道矩阵作为压缩感知的测量矩阵,目的节点和窃听节点可以采用信号重构算法进行重构.通过系统仿真证明,窃听节点存在对信道估计存在误差,合法目的节点的重构性能优于窃听节点,可以达到安全传输.     

基于DTU的单相智能电表数据传输模块研究

根据单相智能电表需要实时传输电量的需求,同时考虑到电表费控距离,本文给出了一种基于485通信口与无线设备DTU相结合的单相智能电表数据无线传输模块。传输模块可以根据数据中心的要求有选择的发送,并及时将数据中心的控制命令传递至电表达到费控的目的。最后通过实验测试,将接收数据与实测数据进行比较,达到预期的效果。     

基于边缘提取与图像融合的压缩感知补偿算法

针对测量数据极稀疏情况下,某些压缩感知方法在多种类噪声干扰环境下进行图像传输存在重构效果模糊、图像细节欠佳的问题,提出1种基于图像边缘提取与融合技术的压缩感知补偿算法.首先,在发送端预提取图像边缘特征作为压缩感知测量值的重要补充,随后,在接收端进行边缘解码与压缩感知重构,最后,使用空间域方法实现2者融合.实验结果表明,该方法可以以较小的传输代价获得更加清晰、全面的图像细节特征,可增强原算法抵抗噪声、尤其是稀疏性噪声的能力,具有一定的应用价值.     

齿轮振动信号的压缩感知采集与故障诊断

传统的采样策略会产生大量的数据,为了减少齿轮振动监测中的数据量,在压缩感知的基础上,建立了齿轮振动信号采集和重构模型。首先通过高斯随机矩阵对振动信号进行压缩测量、传输和存储压缩后的信号可以节省成本。信号重构归结为一个最优化问题,应用正交匹配追踪求解信号重构问题。进而得到重构信号的Hilbert解调谱,从Hilbert解调谱中提取特征频率,以特征频率能否识别来评价信号重构的效果。仿真实验和齿轮实验证明了模型的有效性。     

基于压缩感知和虚警概率的电力线脉冲噪声抑制方法

针对OFDM电力线通信中噪声抑制方法依赖于脉冲噪声特征参数及脉冲噪声稀疏度的问题,提出一种基于压缩感知和虚警概率的宽带电力线脉冲噪声抑制算法.该算法利用OFDM零子载波观测脉冲噪声投影,采用基追踪降噪方法对脉冲噪声进行粗估计,并设计基于虚警概率的自适应脉冲噪声检测门限,根据门限得到粗估计的脉冲噪声支撑集,在支撑集上通过最小二乘方法对脉冲噪声幅度进行重构,接收信号减去估计的脉冲噪声可得到去噪的OFDM信号.仿真结果表明,提出的算法在未知脉冲噪声稀疏度的情况下可以对噪声信号进行重构,算法的性能优于传统压缩感知及非线性去噪方法,能可靠有效的对宽带电力线脉冲噪声进行抑制.     

基于压缩感知的Andriod移动端信号重构

为快速安全地进行移动设备端海量数据的云端备份,基于压缩感知理论,在移动端Andriod系统上,通过高斯随机矩阵进行压缩测量,实现了信号的压缩存储和加密,并通过正交匹配追踪算法OMP实现了一维随机脉冲信号、二维图像信号的重构,从而节省了信号处理、存储和传输所需要的资源,提高了移动端数据的上传速度和安全性.     

电力线通信技术在矿井通信系统中的应用

为了提高我国矿井通信系统的数据传输链路的各种特性,采用分析论证的方法讨论了使用电力线通信的方式,来代替现有的单独铺设通信链路各种通信方式.通过分析论证表明,电力线通信的方式在矿井通信系统中使用的可能行,并且电力线通信系统可以使矿井通信系统通信链路的铺设的成本降低,可铺设的范围增大,提高监测设备的利用效率,降低出现因链路故障导致通信系统失效的可能性.该技术在矿井通信系统中的应用有相当的可观前景.     

参与式感知系统中基于压缩感知的数据采集算法

基于压缩感知理论提出了一种在参与式感知系统中进行数据采集的算法.该算法通过对节点社会关系的分析,估计得出部分未被传输的节点感知数据,在此基础上对观测矩阵进行更新,使压缩感知算法可以利用已传输的数据和估计得出的数据进行重构.该算法能显著减少参与式感知系统中传输的数据量,同时能够保证较好的数据重构精度.采用随机漫步移动模型进行了仿真实验,验证了算法的可行性.实验表明,与传统的压缩感知算法相比,上述算法在重构成功率相同的情况下,可以显著减少网络传输的数据量,从而降低网络消耗.     

压缩感知在车牌识别系统中的应用研究

分析车牌识别系统的数据采集过程,提出关于压缩感知理论的车牌识别系统的数据采集方法。对采集的车牌图像进行小波变换,将车牌图像变换成易传输,数据量较小的图像数据,使用正交匹配追踪算法以及小波逆变换对来自传输设备的车牌图像进行重建,并实现原始图像精确和近似重构。由仿真可知,压缩感知理论应用于车牌识别系统的数据采集传输过程,降低了传输数据量大小,并易于图像数据传输,且能以较小误差实现车牌图像的重构,同时有相应的硬件使用环境。     

低压电力线载波通信压缩感知信道估计方法

针对低压电力线载波通信多径信道,建立了正交频分复用(OFDM)基带传输系统和低压电力线载波通信多径信道传输特性模型,并根据传输特性模型与模型参数,实验得出了低压电力线载波通信信道的冲击响应 h(n);在此基础上,分析推导了满足压缩感知条件的 OFDM 低压电力线载波通信多径传输数学模型,提出了低压电力线载波通信压缩感知信道估计方法,解决了最小二乘(LS)信道估计方法和最小均方误差(MMSE)信道估计方法精度差的缺点。 实验结果表明:在采用相同导频数 128 和相同信噪比 SNR 为 14 dB 的情况下,压缩感知(CS)信道估计方法与 LS 及 MMSE 信道估计方法中较优者相比,得出的信道均方误差降低 16 dB,接收端的误码率降低 3 倍,并且随着信噪比的增加性能提升更明显。     

联合结构预测和运动补偿的视频自适应压缩感知

视频压缩感知是解决无线多媒体网络中海量数据存储和传输问题的有效方法,但常规基于单帧处理的压缩重构质量较差,限制了应用效果。文中提出了基于BCS的结构预测和运动补偿的提高视频GOP序列重构质量的方法。对视频GOP序列,首先,利用分块压缩感知对关键帧和压缩帧分别进行压缩采样,并给出了一种视频稀疏性定量估算方法,实现了压缩采样率自适应选择;然后,基于迭代阈值投影重构算法,对关键帧和压缩帧分别进行压缩重构。在此基础上,利用视频帧区域块的结构相关性进行帧内结构预测,提高重构质量;最后,利用帧间的时间冗余性,通过运动估计和运动补偿进一步提高重构质量。仿真结果表明,结构预测和运动补偿能提高视频重构的峰值信噪比(PSNR)。该算法考虑了视频序列帧内和帧间相关性进行预测和补偿,提高了GOP序列的重构质量。     

智能电网中异构通信网络的自适应速率控制

为了提高智能电网中家域网的传输控制协议(TCP)性能，提出一种自适应速率控制方法，利用无线局域网( WLAN)技术的通信机制提高电力线通信(PLC)的链路利用率，采用启发式动态规划，通过神经网络训练估计瓶颈链路的容量，根据应用的长期服务质量调整TCP数据包的发送速率仿真结果表明，该方法可以有效滤除PLC信道中冲击噪声的负面影响，其性能优于现有TCP的拥塞控制     

TDCS的压缩感知稀疏信道估计方法

为充分利用变换域通信系统高速无线传输时信道表现出来的稀疏多径传输特性,提高TDCS的信道估计精度,提出一种基于压缩感知的TDCS稀疏信道估计方法。针对TDCS设计了一种导频图案,该导频图案设计的数据帧结构保证了TDCS信号授权用户的正交性,且其构造的测量矩阵具有较低的互相关特性;利用Dantzig Selector重构稀疏信道冲激响应值。基于COST207乡村信道模型的仿真表明:新方法可有效降低稀疏信道估计的均方误差,在误比特率为0.002时可获得比最小二乘估计方法高约1dB的性能增益。     

基于OneNET平台的智能电表云服务系统设计

针对智能电表的管理和数据处理问题,基于OneNET平台设计智能电表云服务系统。该系统以智能电表作为采集终端,通过WIFI通信发送数据至云端,采用蓝牙通信方式连接手机APP,以OneNET作为云服务器代理,通过API接口连接电表并存储信息至数据库。系统中的上位机程序读取并处理数据获得电表状态、用户用电习惯曲线等信息,实现对电表的合理化管理及数据合理利用。仿真验证表明,基于OneNET平台设计的智能电表云服务系统可行有效,提高了电网的智能化程度。     

基于αβ变换的压缩感知风电变流器电压信号压缩方法

针对风电变流器输出端三相电压数据存储中存在资源浪费、重构性能差等问题,提出了一种压缩感知风电变流器输出端信号压缩新方法。首先,将输出端三相电压信号进行αβ变换,变换后得到的两相信号转化为一维信号;然后,将传统的多频带融合思想应用于压缩感知稀疏表示中设计稀疏基;最后,选取高斯随机矩阵作为测量矩阵,正交匹配追踪算法作为重构算法,重构uα、uβ信号并作αβ反变换。实验结果表明:与直接对三相电压数据处理相比,该方法可以有效压缩三相电压数据,使得运行时间降低,重构误差减小,并且节约了数据的存储空间。     

基于压缩传感的全息图压缩研究

提出将压缩传感理论用于数字全息图的压缩研究.研究了2种不同变换域对全息图稀疏化的影响,针对全息图的特点选取合适的稀疏域,然后根据压缩传感理论直接获取图像的压缩表示,最后利用得到的压缩数据采用2种不同算法重构全息图并对比其重构效果.实验证实这种压缩方法是可行的,并且在傅里叶稀疏域下使用正交匹配追踪(OMP)重构算法能获得1.5%的压缩率.     

面向智能电表的隐私保护技术综述

随着智能电网和通信技术的发展,智能电表的普及应用受到越来越多的重视.一方面,智能电表为用户合理用电和电力公司有效供电、高效收费带来了便利,而另一方面细粒度的智能电表数据泄露用户用电行为等敏感信息,用户隐私泄露也成为最大的安全威胁.主要从智能电表端的身份隐私保护技术和数据隐私保护技术两个方面来综述国内外相关研究.对比分析了现有隐私保护技术的隐私保护强度、计算开销、传输开销等;提炼了智能电表仍然面临的安全与隐私挑战,并探讨了该领域未来的研究趋势与方向.