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物聯網分布式數據處理技術:存儲、查詢與應用

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作者:馬行坡
出版社:西安電子科技大學出版社出版時間:2023-08-01
開本: 其他 頁數: 192
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物聯網分布式數據處理技術:存儲、查詢與應用 版權信息

物聯網分布式數據處理技術:存儲、查詢與應用 內容簡介

本書共11章。首先,介紹了物聯網分布式數據存儲與查詢技術的相關概念和研究進展(第1和第2章);然后,詳細介紹了多種物聯網類型下的數據存儲與查詢技術(以Topk查詢為主要查詢類型),這些物聯網類型包括WSN(第3、4、5章), WSAN(第6章), TWSN(第7、8章),TMWSN(第9章)和傳感云系統(第10章);*后,簡要介紹了物聯網分布式數據存儲與查詢技術的相關應用(第11章)。
本書可以作為物聯網工程相關專業研究生學習用書, 也可以作為相關領域科研工作者的參考用書。

物聯網分布式數據處理技術:存儲、查詢與應用 目錄

第1章 概述 1 1.1 物聯網分布式數據存儲與查詢相關概念 1 1.1.1 物聯網的概念 1 1.1.2 物聯網的特點和系統架構 2 1.1.3 物聯網發展面臨的挑戰 4 1.2 物聯網的邊緣網絡 5 1.2.1 無線傳感器網絡 5 1.2.2 雙層傳感器網絡 8 1.2.3 雙層可移動傳感器網絡 11 1.2.4 RFID網絡 13 1.3 物聯網中的分布式數據存儲與查詢 14 1.3.1 問題背景 14 1.3.2 面臨的挑戰 15 1.3.3 性能評價標準 18 本章小結 20 第2章 物聯網分布式數據存儲與查詢技術的研究進展 21 2.1 WSN中的分布式數據存儲與查詢技術的研究進展 21 2.1.1 研究必要性 21 2.1.2 具體研究內容和面臨的挑戰 22 2.1.3 WSN數據存儲與查詢方案的分類標準 23 2.1.4 典型方案 24 2.1.5 各種方案綜合比較 37 2.1.6 未來研究重點 39 2.2 WSAN中的分布式數據存儲與查詢技術的研究進展 40 2.2.1 WSN面向WSAN的適用性分析 40 2.2.2 關于WSAN的現有數據存儲與查詢方案分析 41 2.2.3 關于WSAN的現有數據存儲與查詢方案的綜合比較分析 47 2.2.4 WSAN中的自適應數據存儲與查詢的新研究思路 48 2.3 TWSN和TMWSN中的分布式數據存儲與查詢在安全性上的研究進展 49 本章小結 51 第3章 WSN中基于虛擬環的分布式數據存儲與查詢技術 52 3.1 技術背景 52 3.2 基站協作下的*優環分布式數據存儲方案VRS 55 3.2.1 VRS網絡模型與假設 55 3.2.2 網絡部署區域中虛擬環的形成 56 3.2.3 VRS方案中的數據存儲機制 56 3.2.4 VRS方案中的數據查詢策略 58 3.2.5 *優環的確定方法 60 3.2.6 VRS方案的性能效果 62 3.3 無基站協作下的*優環分布式數據存儲 63 3.3.1 預備知識 63 3.3.2 問題描述與總體方案設計思路 65 3.3.3 確定*優數據存儲環的分布式算法 66 3.3.4 SVSR方案中的數據存儲算法 69 3.3.5 SVSR方案中的數據查詢算法 69 本章小結 72 第4章 WSN中基于虛擬云的分布式數據存儲與查詢技術 73 4.1 技術背景 73 4.2 相關概念和定義 74 4.3 虛擬云的初始構建方法 75 4.4 虛擬云的動態調整方法 76 4.4.1 虛擬云動態調整時需要考慮的因素 76 4.4.2 虛擬云中主鏈路節點能量不足時的調整策略 77 4.4.3 虛擬云的動態擴展方法 79 4.4.4 虛擬云的動態收縮方法 81 4.4.5 虛擬云動態收縮的實現方法 86 4.4.6 節點類型的判斷以及更新策略 88 4.5 虛擬云的自我修復方法 89 4.6 基于虛擬云的WSN分布式數據存儲與查詢方法 90 4.6.1 基于虛擬云的WSN分布式數據存儲 90 4.6.2 基于虛擬云的WSN分布式數據查詢 91 本章小結 91 第5章 WSN中的距離約束Topk查詢技術 92 5.1 技術背景 92 5.2 網絡模型和LAP(D, k)問題回顧 94 5.2.1 網絡模型 94 5.2.2 LAP(D, k)問題回顧 94 5.3 LAP(D, k)查詢下的LAPDK算法 95 5.3.1 LAPDK算法 95 5.3.2 LAPDK算法中的路由 96 5.3.3 正六邊形單元的劃分和簇頭的選擇 97 5.3.4 單元內部LAP(D, k)問題 97 5.3.5 LAPDK算法中的動態規劃算法 97 5.3.6 優化LAP(D, k)的初步解 98 5.4 實驗結果與分析 99 5.4.1 實驗場景與參數設置 99 5.4.2 場景1中的實驗結果 100 5.4.3 場景2中的實驗結果 102 5.4.4 場景3中的實驗結果 103 本章小結 104 第6章 WSAN中自適應數據存儲與查詢技術 105 6.1 技術背景 105 6.2 SRMSN方案中的WSAN模型與問題定義 106 6.2.1 WSAN模型 106 6.2.2 問題定義 107 6.3 SRMSN方案 107 6.3.1 SRMSN方案概述 107 6.3.2 自適應位置優化 108 6.3.3 *佳持續停留時間的確定 110 6.4 SRMSN方案的性能評估 111 6.4.1 延遲性能測試結果 111 6.4.2 能效和負載均衡性能測試結果 112 本章小結 114 第7章 TWSN中基于“時間-順序-分值”加密綁定的安全Topk查詢技術 115 7.1 技術背景 115 7.2 相關模型與定義 116 7.2.1 網絡模型 116 7.2.2 查詢模型 116 7.2.3 安全威脅模型 117 7.2.4 問題描述以及相關定義 117 7.3 Topk查詢數據的真實性和完整性驗證方案VSFTQ 118 7.4 VSFTQ分析 121 7.4.1 安全性分析 121 7.4.2 能效性分析 122 7.5 仿真分析實驗 124 本章小結 126 第8章 TWSN中基于分值關聯的安全Topk查詢技術 127 8.1 技術背景 127 8.2 網絡模型與相關定義 129 8.2.1 網絡模型 129 8.2.2 相關定義 130 8.3 VPP方案介紹 130 8.3.1 傳感器節點的感知數據預處理方法 130 8.3.2 數據存儲節點的Topk查詢處理方法 131 8.3.3 Sink節點的Topk查詢結果的數據完整性檢驗方法 131 8.4 VPP方案的安全性、 能效性與計算復雜性分析 132 8.4.1 VPP方案的安全性分析 132 8.4.2 VPP方案的能效性分析 133 8.4.3 VPP方案的計算復雜性分析 135 8.5 仿真分析實驗 135 本章小結 140 第9章 面向TMWSN的安全Topk查詢技術 141 9.1 技術背景 141 9.2 模型與假設 142 9.3 VIPTQ協議介紹 143 9.3.1 傳感器節點的數據預處理 143 9.3.2 數據存儲節點的Topk查詢處理 143 9.3.3 查詢處理結果的完整性驗證 144 9.4 VIPTQ協議的性能分析 146 9.4.1 安全性分析 146 9.4.2 計算復雜性分析 148 9.4.3 能耗分析 149 9.5 實驗結果與分析 149 本章小結 151 第10章 傳感云系統中的安全查詢技術 152 10.1 基于邊緣計算的傳感云系統簡介 152 10.2 研究動機和目標 152 10.3 相關架構模型 153 10.3.1 ECSCS架構模型 153 10.3.2 ECSCS架構模型的安全性與面臨的主要威脅 155 10.4 STKESC方案 156 10.4.1 STKESC方案概述 156 10.4.2 STKESC方案中的密鑰發放策略 157 10.4.3 STKESC方案中的數據報告生成策略 158 10.4.4 STKESC方案中的查詢處理方法 159 10.4.5 STKESC方案中查詢結果的數據完整性驗證方法 160 10.5 ECSCS架構模型下查詢方案的安全性分析 162 10.5.1 STKESC方案的隱私性分析 162 10.5.2 STKESC方案的數據完整性分析 162 10.6 ECSCS架構模型下安全查詢處理方案的仿真實驗 164 10.6.1 仿真工具與實驗設置 164 10.6.2 實驗結果與分析 165 10.6.3 針對STKESC方案仿真實驗結果的進一步討論 168 本章小結 169 第11章 物聯網分布式數據存儲與查詢技術的相關應用 170 11.1 智慧醫療應用 170 11.2 智慧農業應用 171 11.3 現代軍事應用 172 11.3.1 戰場情報收集與情報信息檢索 172 11.3.2 士兵健康監測與查詢 173 11.3.3 彈藥裝備庫存監測與管理 173 本章小結 174 附錄 縮略語表 175 參考文獻 178
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