专栏:智慧物联网感知、传输与应用2024(9)

发刊词

智慧物联网感知、传输与应用 专栏发刊词

  《智慧物联网感知、传输与应用》专栏正式和大家见面了!

融合AI技术和IoT技术,智慧物联网将不同的物理设备形成智能化的网络,实现设备之间的数据交互、控制指令传输和自动化控制等功能,实现万物数据化、万物智联化。智慧物联网未来将广泛应用于智慧城市、智慧家居、智能交通、智能制造等领域,实现设备间互联、数据共享和智能化控制的新模式。然而,智慧物联网的发展及应用仍然面临诸多挑战:如何对复杂环境进行精准感知?如何可靠地传输海量感知节点所产生的数据?如何利用多源数据为应用提供实时、智能、准确的分析结果?

本次出版《智慧物联网感知、传输与应用》专栏,旨在搭建学术平台,吸引更多的专家学者共同致力于智慧物联网感知、传输与应用技术的研究,推动智慧物联网的快速发展,实现学术层面的互通以及研究成果的共享,为建设我国物联网发展提供重要的技术支持与储备。

本次专栏内容十分丰富,包括物联网接入技术、边缘计算协同的资源管理技术、物联网资源卸载技术、物联网数据安全技术、低轨卫星物联网技术以及面向智能网联汽车的应用技术等。

我们对关心并支持本专栏出版的各位领导、组稿专家以及所有作者表示衷心的感谢!物联网感知、传输与应用具有广阔的创新空间,在推动物联网的建设过程中起着非常重要的作用。这一技术领域的发展需要更多同仁积极参与,相信通过大家共同的努力,必将提升我国物联网技术研发与应用水平!

本期专栏主编:吴大鹏

本期专栏编委:路兆铭,甄岩,杨鹏

专栏主编简介

吴大鹏重庆邮电大学教授(二级)。长期从事卫星通信的教学与科研工作,主要研究智能物联网B5G/6G智能边缘计算等,承担并完成与物联网相关的项目20余项,出版教材/专著4部,发表论文260余篇,申请专利40余项,获重庆市科技进步奖、中国通信学会、中国电工技术学会10项科研教学奖。担任中国通信标准化协会第五届理事、重庆市青年科技领军人才协会常务理事  

文章列表

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  • 1  智慧物联网在智能网联汽车领域的应用与探讨
    梅华悦,唐华苹,邓继伟,付浩源
    2024, 22(9):925-932. DOI: 10.11805/TKYDA2024082
    [摘要](45) [HTML](11) [PDF 1.87 M](1396)
    摘要:
    智慧物联网(AIoT)作为人工智能与物联网技术的深度融合体,已迅速崛起为新一代信息技术的重要发展方向。为充分发掘AIoT技术潜能,专注于AIoT技术在智能网联汽车领域的应用与发展,深入研究了AIoT与智能网联汽车的融合体系架构,系统梳理了AIoT在该领域的最新技术应用,并为利用AIoT技术推动智能网联汽车技术进步与发展提供了策略性建议。
    2  面向高吞吐量的NB‒IoT低轨卫星物联网资源调度
    吉用华,张晨,张更新
    2024, 22(9):933-943. DOI: 10.11805/TKYDA2024112
    [摘要](40) [HTML](6) [PDF 3.03 M](1367)
    摘要:
    窄带物联网(NB-IoT)作为一种低功耗广域网技术,专门设计用于连接大量低功耗设备。基于该技术的低轨卫星物联网有着较低的传输损耗和时延,并且可以通过星座方式对地球实现无缝覆盖。然而,低轨卫星具有高度动态性,并且面临来自不同用户的QoS需求,这些因素使得现有资源调度算法的吞吐量性能受到了极大的影响。针对这些挑战,本文在海量物联网用户请求无线资源且时频资源有限的场景下,综合考虑卫星信道特性、不同用户间的可靠性与时延要求以及卫星高动态性引起的差分多普勒等因素,提出了一种面向高吞吐量的NB-IoT低轨卫星物联网资源调度算法。仿真结果表明,相比现有方法,提出的资源调度算法在系统吞吐量方面表现出显著的性能提升。
    3  电力物联网中时延能耗均衡的MEC资源调度策略
    黄东海,亢中苗,吴赞红
    2024, 22(9):944-951. DOI: 10.11805/TKYDA2024023
    [摘要](21) [HTML](12) [PDF 1.51 M](1370)
    摘要:
    针对电力物联网中(PIoT)海量智能设备接入导致的流量激增问题,提出一种时延能耗均衡的边缘计算(MEC)资源调度策略。综合考虑信道条件、电力设备安全温度保护机制和设备能耗等因素,以兰道尔(Landaer)原理为基础构建设备侧的能耗模型和热功耗约束。在保证队列稳定性的前提下,通过联合优化任务卸载决策、传输功率和计算资源分配,最小化系统长期平均时间能耗。为解决随机优化问题,引入李雅普诺夫(Lyapunov)理论,将问题转化为每个时隙的确定性优化问题。仿真结果表明,该策略相对于基准方案能够降低系统能耗,并实现能耗与时延之间的均衡。
    4  基于Q‒learning的变电站无线传感器网络路由算法
    赵锴,沙杰,丛尤嘉
    2024, 22(9):952-958. DOI: 10.11805/TKYDA2024034
    [摘要](19) [HTML](6) [PDF 1.44 M](1351)
    摘要:
    电力系统中的无线传感器网络(WSN)可以对工作中设备的状态和环境数据进行实时感知采集,是一种推动智能电网发展的重要技术。针对变电站场景中WSN的网络存活时间、传输时延、传输丢包率上的特殊要求,提出了一种基于强化学习的WSN路由方案。将数据包在WSN的发送过程抽象为一个马尔科夫决策过程(MDP),根据优化目标合理设置奖励,并给出了基于Q-learning的最优路由求解方法。仿真结果与数值分析表明,所提方案在网络存活时间、传输时延、丢包率等方面的性能均优于基准方案。
    5  基于 RISC-V 架构的行人定位SoC系统设计
    喻胜,史超凡
    2024, 22(9):959-966. DOI: 10.11805/TKYDA2023410
    [摘要](19) [HTML](5) [PDF 4.01 M](1342)
    摘要:
    行人定位方法中,捷联式惯导定位系统需要处理惯性测量单元(IMU)传感器的数据,通过算法处理后得到行人的位置,因此对于芯片实时性以及低功耗有很高的要求。由于行人定位算法大多基于浮点传感器数据开发,一般要求终端设备能够处理浮点数据。第五代精简指令集(RISC-V)架构作为一种开源架构,能节约架构授权费,在物联网领域有着广泛应用,并且其浮点(F)和向量(V)等高性能扩展指令能够很好地满足行人定位算法对实时性的要求。针对行人定位系统的特定性能要求,提出了一种基于浮点内核向量处理器优化RISC-V架构的行人定位片上系统(SoC),并在实际系统中进行验证。与多个准32位架构RISC-V处理器以及高层次综合组件(HLS)生成的算法专用IP(locate_IP)的标准处理器方案的性能对比分析表明,该设计实现了34倍的性能提升以及5.6倍的能效提升,满足了微终端的要求。

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