物聯網監測系統的可靠性分析及優化

目錄

第1章緒論

1.1研究背景

1.1.1物聯網產業發展進入新階段

1.1.2物聯網系統面臨的可靠性問題

1.2研究意義

1.3研究動機

1.4研究內容與貢獻

1.5本書的組織結構

1.6課題來源

第2章相關概念及研究綜述

2.1相關概念

2.1.1物聯網的體系結構

2.1.2可靠性

2.1.3可靠性分析方法

2.2物聯網系統可靠性

2.2.1定義

2.2.2物聯網系統可靠性相關研究

2.3物聯網系統可靠性保障機制研究

2.3.1感知層容錯機制研究

2.3.2網絡層容錯機制研究

2.3.3應用層容錯機制研究

2.4物聯網中數據質量的保障機制

2.4.1離群值檢測

2.4.2插值

2.4.3數據集成

2.4.4刪除重復數據

2.4.5數據清洗

2.5感知數據的可靠性保障機制研究

2.5.1基於監督的機制

2.5.2無監督的機制

2.6離群值檢測方法

2.6.1單變量離群值檢測方法

2.6.2多變量離群值檢測方法

2.7討論和總結

第3章物聯網監測系統節點的優化部署及可靠性量化分析

3.1本章引論

3.2問題描述

3.3內外驗證模塊化的節點部署機制與理論量化分析

3.3.1監測區域內部全覆蓋的分析與計算

3.3.2監測區域內部簇結構的可靠性量化分析

3.3.3監測區域外圍節點部署的分析與計算

3.4不同冗餘結構的遠程傳輸主乾可靠性保障機制與量化分析

3.4.1不同冗餘結構的可靠性量化分析

3.4.2不同冗餘系統的可靠性比較

3.5模擬及結果分析

3.5.1不同的節點部署機制下的總層數和總的簇頭節點數

3.5.2基本監測體的個數和多級簇結構的可靠性關系

3.5.3不同冗餘系統的可靠度和失效前的平均工作時間

3.6本章小結

第4章物聯網監測系統簇頭節點的容錯機制研究

4.1本章引論

4.2系統模型

4.2.1網絡模型

4.2.2故障模型

4.3容錯機制和簇頭可靠性模型

4.3.1SBDTM容錯機制

4.3.2SBDTM算法

4.3.3基於馬爾可夫模型的簇頭節點可靠性建模

4.4性能分析

4.4.1能耗分析

4.4.2恢復時延分析

4.5性能評估

4.5.1模擬環境設置

4.5.2簇頭節點的可靠性

4.5.3不同可靠性保障機制下能耗的比較

4.5.4不同可靠性保障機制下恢復時延的比較

4.5.5網絡消耗的總能量

4.5.6死亡節點數比較

4.5.7吞吐量比較

4.5.8丟包率比較

4.5.9復雜度分析

4.6本章小結

第5章物聯網監測數據的可靠性反演與修正模型

5.1本章引論

5.2貝葉斯網絡概述

5.2.1基本概念

5.2.2貝葉斯網絡的構建

5.3反演的準確度影響因素分析

5.3.1反演指標體系的構建

5.3.2反演指標的預處理

5.3.3反演指標最優權重的獲取

5.4多屬性條件下物聯網監測數據的可靠性反演

5.4.1不同分屬性污染源量化值的計算

5.4.2不同分屬性污染源排放等級劃分和說明

5.4.3物聯網監測數據的可靠性反演

5.5系統測試與分析

5.5.1數據採集和處理

5.5.2污染源排放數據的反演

5.6本章小結

第6章物聯網監測數據的離群值檢測算法

6.1本章引論

6.2問題描述

6.3基於MARS回歸模型和概率規劃的多元離群點檢測算法

6.3.1MARS回歸模型

6.3.2概率規劃與貝葉斯推理

6.3.3概率模型

6.4實驗設計與分析

6.4.1實驗設計

6.4.2實驗結果及討論

6.5本章小結

第7章物聯網監測系統用戶服務的可靠性與能耗的優化分析

7.1本章引論

7.2用戶服務的可靠性建模及物聯網監控中心的總能耗

7.2.1用戶服務的可靠性建模

7.2.2物聯網監控中心的總能耗

7.3基於用戶服務可靠性的物聯網監控中心能耗優化模型

7.4基於最大最小蟻群算法的優化問題求解

7.4.1路徑決策概率

7.4.2資源規範化處理

7.4.3啟發式因子

7.4.4信息素的更新

7.4.5基於最大最小蟻群算法的優化算法

7.5實驗結果與分析

7.5.1部署的服務器數量

7.5.2物聯網監控中心的功耗

7.6本章小結

第8章物聯網監測系統可靠性評估與應用

8.1本章引論

8.2計算方法和模型

8.2.1基於層次分析法的因素權重確定

8.2.2模糊綜合評價法模型

8.3實例分析

8.3.1權重計算

8.3.2基於物聯網的霧霾重點污染源監測系統可靠性模糊綜合評價

8.4本章小結

第9章結論

9.1本書的主要貢獻與結論

9.2進一步的工作

參考文獻