摘要：為提高通信信息監測能力，本文提出基于物聯網的通信信息監測系統優化設計方法。構建通信信息監測的物聯網組網分布模型，采用自適應輪換調度方法，對通信信息監測的物聯網節點進行優化部署和自適應定位，根據通信信息監測的輸出統計特征量，進行路由轉發控制協議設計，選擇無線通信網絡作為通信信息監測系統的網絡模塊，并結合傳輸鏈路均衡配置方法，對通信信息監測數據進行收發和通信路由設計。同時，基于ZigBee協議構建通信信息監測的物聯網模型，在嵌入式環境下，實現通信信息監測系統的硬件開發設計。為驗證本文方法的有效性及可行性，對物聯網環境下的通信信息監測系統進行仿真實驗。仿真結果表明，本系統總體穩定性較好，通信信息處理效果好，時間開銷少，輸出結果準確可靠，對信息監測的實時性較好。該研究對通信信息的遠程監測具有重要意義。
關鍵詞：物聯網; 路由優化; 信息監測系統; 自適應定位
作者：陳剛
隨著信息技術的不斷發展，物聯網信息管理系統和監測技術在通信生產過程中的應用日益廣泛。在進行通信信息分析中，需要對通信數據進行實時監測，研究通信信息監測系統的優化設計方法，對促進現代化通信生產建設具有重要意義[1]。目前，國內外對這方面的研究有很多;朱均超等人[2]通過單片機實時采集有效環境參數及通信數據，并利用通用分組無線服務(general packet radio serrice，GPRS)將參數傳輸到網絡層。網絡服務層基于云服務器，提供業務邏輯管理功能，建立數據中心，最后利用網頁技術，提供響應式布局的可視化交互界面，實現參數通信。楊禎等人[3]以LoRa為無線通信收發設備并進行控制，自定義時分通信協議，采集數據并上報給LoRa網關，網關通過藍牙把收集的各節點數據轉發至智能終端，通過終端實現通信數據的實時存儲、展示及提醒。但上述監測系統在設計上存在節點部署定位能力不強和智能性較差的問題。基于此，本文提出基于物聯網的通信信息監測系統優化設計方法，在物聯網環境下，對通信信息監測系統的設計是通過物聯網傳感節點的優化部署和路由節點優化控制來實現，采用嵌入式硬件開發技術和射頻識別技術(radio frequency identification，RFID)、閱讀器(Reader)、電子標簽(Tag)等物聯網組網設計方法進行通信信息監測，在物聯網體系結構下，實現通信信息遠程監測，提高通信信息監測的智能性。該研究對促進現代化通信建設具有重要意義。
1 通信信息監測的物聯網組網模型和節點定位
1.1 通信信息監測的物聯網組網模型
為了實現通信信息監測系統優化設計，需要構建通信信息監測的物聯網節點分布式組網拓撲模型，并結合傳感節點的優化部署，對通信信息監測網絡進行設計。采用分布式路由拓撲結構設計方法，構建通信信息監測的物聯網空間有向圖分布結構模型[45]。假設物聯網拓撲結構的邊向量為(u，v)∈E，通信信息監測的溫濕度傳感器采樣的樣本集滿足cjTc
采用環形路由設計方法進行通信信息監測的路由拓撲結構設計，得到基于物聯網的通信信息監測的傳感節點分布距離為
d′I(x1，x2)=12dI(x1，x2)+dI(x2，x1)(1)
式中，dI(x1，x2)表示x1為候選簇首時與中繼節點x2之間的距離;dI(x2，x1)表示x2為候選簇首時與中繼節點x1之間的距離。
如果x1(t)和x2(t)表示物聯網組網結構中通信信息監測的t時刻離散采樣序列，則有
x1(t)=-∑p1k=1a1kx1(t-k)+ε1(t)(2)
x2(t)=-∑p2k=1a2kx2(t-k)+ε2(t)(3)
式中，ε1(t)為方差為σ21的離散信息;ε2(t)為方差為σ22的離散信息;a1k和a2k為常數。采用分布式路由拓撲結構設計方法，對通信信息監測進行模糊決策和判斷決策，構建通信信息監測的自適應學習模型，即
H0：(t)=(t)H1：(t)=Et(t-λ)D(t-λ/2)+(t)， 0≤t≤T(4)
式中，(t)為物聯網下通信信息監測的輸入層加權向量;Et表示收集所有節點的通信信息檢測數據所需要的時間槽;λ=N/2表示節點參數;D表示網絡的密度。采用深度學習算法進行隱含層節點的自適應尋優，實現通信信息監測的物聯網組網模型的優化設計。
1.2 節點定位設計
在上述組網模型設計的基礎上，用自適應輪換調度方法[67]進行通信信息監測的物聯網節點優化部署和自適應定位，根據通信信息監測的輸出統計特征量進行路由轉發控制協議設計，給出通信信息監測的目標函數為
Ts=min{T|tnow+Tp+Tdelay·(1-λ)+T∈W2i+1}， data=0min{T|tnow+Tp+Tdelay·(1-λ)+T∈W2i}， data=1(5)
式中，tnow是通信信息監測的模糊采樣序列;Tp是通信信息監測的往返時延;Tdelay是D/A轉換時延;data=0和data=1分別表示通信信息監測的不同輸出統計特征量。
通信信息監測的信息采樣時間間隔為Ui，傳感器采集的通信信息能量帶寬為Nf=(Ts/Tf)，則通信信息監測的輸出統計特征量為
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