WMSNs在云計(jì)算中心節(jié)能減排中的關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-23 22:24
隨著云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和數(shù)量的不斷擴(kuò)大,以及內(nèi)部單位面積能耗的不斷增加,制冷能耗已經(jīng)成為了制約云計(jì)算數(shù)據(jù)中心發(fā)展的主要瓶頸之一。在美國(guó),所有數(shù)據(jù)中心在2006年的能耗約占全美當(dāng)年電力消耗的1.5%;在我國(guó),據(jù)推算在2009年約占全國(guó)全年電力消耗1%。然而,這些能耗的40~50%被用于對(duì)數(shù)據(jù)中心的溫度控制。因此,提高數(shù)據(jù)中心制冷效率,是對(duì)數(shù)據(jù)中心在節(jié)能減排方面研究的主要途徑之一,由于其可以節(jié)省大量能源,IBM、HP等數(shù)據(jù)中心研發(fā)機(jī)構(gòu)均在積極研究相關(guān)內(nèi)容。本文針對(duì)云計(jì)算中心內(nèi)部熱量分布不平衡的問題,基于無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(WMSNs),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)局部高溫(即熱點(diǎn))現(xiàn)象,并利用任務(wù)遷移等方式降低熱點(diǎn)區(qū)域的熱負(fù)荷,達(dá)到平衡熱量分布、提高制冷效率的目的。文中基于WMSNs提出了云計(jì)算中心局部溫度管理新體系,通過對(duì)云計(jì)算中心室內(nèi)熱量分布實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以“熱點(diǎn)發(fā)現(xiàn)—熱點(diǎn)定位—特征提取—熱點(diǎn)消除”為主線,實(shí)現(xiàn)了消除熱點(diǎn)、提高制冷效率的目的。本文具體在以下幾個(gè)方面取得了一定成果:基于WMSNs的動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)。局部溫度管理新體系中的熱成像傳感器網(wǎng)絡(luò)使用了通用的無線多媒體傳感器模塊,在必要時(shí)需要實(shí)時(shí)地連續(xù)...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:131 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 云計(jì)算概述
1.1.1 云計(jì)算的發(fā)展
1.1.2 云計(jì)算中心的基礎(chǔ)設(shè)施
1.1.3 云計(jì)算中心的能源消耗
1.2 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
1.2.1 WMSNs的概念及特點(diǎn)
1.2.2 WMSNs的主要研究?jī)?nèi)容
1.3 本文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)摘要
2 基于WMSNs的云計(jì)算中心局部溫度管理新體系概述
2.1 典型溫度管理系統(tǒng)
2.1.1 典型溫度管理系統(tǒng)的原理
2.1.2 典型溫度管理系統(tǒng)的不足
2.1.3 典型溫度管理系統(tǒng)的優(yōu)化
2.2 基于WMSNs的局部溫度管理新體系基本原理
2.2.1 局部溫度管理新體系的功能
2.2.2 局部溫度管理新體系的構(gòu)成
2.2.3 局部溫度管理新體系的部署
2.3 基于WMSNs的局部溫度管理新體系的主要研究?jī)?nèi)容
2.3.1 節(jié)點(diǎn)間的無線通信
2.3.2 溫度圖像處理
2.3.3 熱成像節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合檢測(cè)與熱點(diǎn)定位
2.3.4 熱點(diǎn)狀態(tài)分析及消除技術(shù)
2.4 本章小結(jié)
3 局部溫度管理新體系中的動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)
3.1 頻譜分配的基本概念
3.1.1 靜態(tài)頻譜分配
3.1.2 動(dòng)態(tài)頻譜分配
3.1.3 局部溫度管理新體系的無線通信
3.2 采用動(dòng)態(tài)頻譜分配的途徑
3.2.1 MAC協(xié)議的改變
3.2.2 有頻譜感知方法
3.2.3 已有頻譜管理方法
3.3 基于WMSNs的頻譜感知
3.3.1 基于RSSI的分布式頻譜感知方法
3.3.2 頻譜感知實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.4 基于WMSNs的動(dòng)態(tài)頻譜管理
3.4.1 針對(duì)多節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)頻譜管理方法
3.4.2 動(dòng)態(tài)頻譜管理實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
4 局部溫度管理新體系中的熱點(diǎn)三維定位
4.1 熱成像傳感器原理
4.1.1 溫度圖像的特點(diǎn)
4.1.2 溫度圖像與可見光圖像的不同
4.2 單節(jié)點(diǎn)對(duì)單幅溫度圖像中的熱點(diǎn)檢測(cè)
4.2.1 基于形態(tài)學(xué)的單節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)檢測(cè)方法
4.2.2 單幅溫度圖像中熱點(diǎn)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3 多個(gè)熱成像節(jié)點(diǎn)對(duì)熱點(diǎn)的聯(lián)合定位
4.3.1 關(guān)鍵問題研究
4.3.2 多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合定位熱點(diǎn)方法
4.4 熱點(diǎn)三維定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.4.1 不同系統(tǒng)的定位精度
4.4.2 熱點(diǎn)位置對(duì)定位精度的影響
4.4.3 熱點(diǎn)大小對(duì)定位精度的影響
4.4.4 熱點(diǎn)檢測(cè)時(shí)間
4.5 本章小結(jié)
5 局部溫度管理新體系中的熱點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)
5.1 熱點(diǎn)圖像分割
5.1.1 基于一維熵的熱點(diǎn)圖像分割
5.1.2 基于二維熵的熱點(diǎn)圖像分割
5.1.3 基于二維熵的熱點(diǎn)圖像分割快速算法
5.2 熱點(diǎn)基本特征
5.2.1 熱點(diǎn)最高溫度
5.2.2 熱點(diǎn)區(qū)域面積
5.2.3 熱點(diǎn)平均溫度
5.2.4 熱點(diǎn)區(qū)域方差
5.3 熱點(diǎn)形態(tài)特征
5.3.1 Sculpturing算法
5.3.2 基于Sculpturing的熱點(diǎn)形態(tài)提取
5.3.3 基于Sculpturing的熱點(diǎn)形態(tài)重建
5.4 熱點(diǎn)形態(tài)重建實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.1 不同提取參數(shù)對(duì)重建結(jié)果的影響
5.4.2 不同算法的數(shù)據(jù)量及誤差
5.4.3 不同算法的計(jì)算復(fù)雜度
5.5 熱點(diǎn)特征在溫度管理中的應(yīng)用
5.5.1 熱點(diǎn)產(chǎn)生原因自動(dòng)識(shí)別
5.5.2 對(duì)熱點(diǎn)的后續(xù)處理
5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文工作總結(jié)
6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
攻讀博士學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目情況
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]云計(jì)算對(duì)IDC發(fā)展的影響分析[J]. 羅承,劉亮. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2010(12)
[2]我國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗及能效水平研究[J]. 谷立靜,周伏秋,孟輝. 中國(guó)能源. 2010(11)
[3]給“云計(jì)算”降溫節(jié)能[J]. 趙璐,無右. 新知客. 2010(11)
[4]無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)研究[J]. 劉航,孔祥維,劉桂林. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(09)
[5]機(jī)房制冷上演新革命[J]. 俞龍祥. 上海信息化. 2010(03)
[6]低信噪比條件下提高認(rèn)知無線電的頻譜感知能力的方法[J]. 劉航,于丹,孔祥維. 電子與信息學(xué)報(bào). 2009(04)
[7]基于相位一致性變換的紅外圖像區(qū)域匹配算法研究[J]. 郭龍?jiān)?盧阿麗,楊靜宇. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]基于相關(guān)-循環(huán)譜方法的DSSS/BPSK信號(hào)檢測(cè)與識(shí)別[J]. 張志偉,孔祥維,劉航. 通信對(duì)抗. 2008 (04)
[9]無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究綜述[J]. 李瑞芳,李仁發(fā),羅娟. 通信學(xué)報(bào). 2008(08)
[10]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究進(jìn)展[J]. 鄭國(guó)強(qiáng),李建東,周志立. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2008(03)
本文編號(hào):3203068
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:131 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 云計(jì)算概述
1.1.1 云計(jì)算的發(fā)展
1.1.2 云計(jì)算中心的基礎(chǔ)設(shè)施
1.1.3 云計(jì)算中心的能源消耗
1.2 無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
1.2.1 WMSNs的概念及特點(diǎn)
1.2.2 WMSNs的主要研究?jī)?nèi)容
1.3 本文研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)
1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)摘要
2 基于WMSNs的云計(jì)算中心局部溫度管理新體系概述
2.1 典型溫度管理系統(tǒng)
2.1.1 典型溫度管理系統(tǒng)的原理
2.1.2 典型溫度管理系統(tǒng)的不足
2.1.3 典型溫度管理系統(tǒng)的優(yōu)化
2.2 基于WMSNs的局部溫度管理新體系基本原理
2.2.1 局部溫度管理新體系的功能
2.2.2 局部溫度管理新體系的構(gòu)成
2.2.3 局部溫度管理新體系的部署
2.3 基于WMSNs的局部溫度管理新體系的主要研究?jī)?nèi)容
2.3.1 節(jié)點(diǎn)間的無線通信
2.3.2 溫度圖像處理
2.3.3 熱成像節(jié)點(diǎn)的聯(lián)合檢測(cè)與熱點(diǎn)定位
2.3.4 熱點(diǎn)狀態(tài)分析及消除技術(shù)
2.4 本章小結(jié)
3 局部溫度管理新體系中的動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)
3.1 頻譜分配的基本概念
3.1.1 靜態(tài)頻譜分配
3.1.2 動(dòng)態(tài)頻譜分配
3.1.3 局部溫度管理新體系的無線通信
3.2 采用動(dòng)態(tài)頻譜分配的途徑
3.2.1 MAC協(xié)議的改變
3.2.2 有頻譜感知方法
3.2.3 已有頻譜管理方法
3.3 基于WMSNs的頻譜感知
3.3.1 基于RSSI的分布式頻譜感知方法
3.3.2 頻譜感知實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.4 基于WMSNs的動(dòng)態(tài)頻譜管理
3.4.1 針對(duì)多節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)頻譜管理方法
3.4.2 動(dòng)態(tài)頻譜管理實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5 本章小結(jié)
4 局部溫度管理新體系中的熱點(diǎn)三維定位
4.1 熱成像傳感器原理
4.1.1 溫度圖像的特點(diǎn)
4.1.2 溫度圖像與可見光圖像的不同
4.2 單節(jié)點(diǎn)對(duì)單幅溫度圖像中的熱點(diǎn)檢測(cè)
4.2.1 基于形態(tài)學(xué)的單節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)檢測(cè)方法
4.2.2 單幅溫度圖像中熱點(diǎn)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3 多個(gè)熱成像節(jié)點(diǎn)對(duì)熱點(diǎn)的聯(lián)合定位
4.3.1 關(guān)鍵問題研究
4.3.2 多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合定位熱點(diǎn)方法
4.4 熱點(diǎn)三維定位實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.4.1 不同系統(tǒng)的定位精度
4.4.2 熱點(diǎn)位置對(duì)定位精度的影響
4.4.3 熱點(diǎn)大小對(duì)定位精度的影響
4.4.4 熱點(diǎn)檢測(cè)時(shí)間
4.5 本章小結(jié)
5 局部溫度管理新體系中的熱點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)
5.1 熱點(diǎn)圖像分割
5.1.1 基于一維熵的熱點(diǎn)圖像分割
5.1.2 基于二維熵的熱點(diǎn)圖像分割
5.1.3 基于二維熵的熱點(diǎn)圖像分割快速算法
5.2 熱點(diǎn)基本特征
5.2.1 熱點(diǎn)最高溫度
5.2.2 熱點(diǎn)區(qū)域面積
5.2.3 熱點(diǎn)平均溫度
5.2.4 熱點(diǎn)區(qū)域方差
5.3 熱點(diǎn)形態(tài)特征
5.3.1 Sculpturing算法
5.3.2 基于Sculpturing的熱點(diǎn)形態(tài)提取
5.3.3 基于Sculpturing的熱點(diǎn)形態(tài)重建
5.4 熱點(diǎn)形態(tài)重建實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.4.1 不同提取參數(shù)對(duì)重建結(jié)果的影響
5.4.2 不同算法的數(shù)據(jù)量及誤差
5.4.3 不同算法的計(jì)算復(fù)雜度
5.5 熱點(diǎn)特征在溫度管理中的應(yīng)用
5.5.1 熱點(diǎn)產(chǎn)生原因自動(dòng)識(shí)別
5.5.2 對(duì)熱點(diǎn)的后續(xù)處理
5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 本文工作總結(jié)
6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
攻讀博士學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目情況
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]云計(jì)算對(duì)IDC發(fā)展的影響分析[J]. 羅承,劉亮. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2010(12)
[2]我國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗及能效水平研究[J]. 谷立靜,周伏秋,孟輝. 中國(guó)能源. 2010(11)
[3]給“云計(jì)算”降溫節(jié)能[J]. 趙璐,無右. 新知客. 2010(11)
[4]無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)頻譜分配技術(shù)研究[J]. 劉航,孔祥維,劉桂林. 電子與信息學(xué)報(bào). 2010(09)
[5]機(jī)房制冷上演新革命[J]. 俞龍祥. 上海信息化. 2010(03)
[6]低信噪比條件下提高認(rèn)知無線電的頻譜感知能力的方法[J]. 劉航,于丹,孔祥維. 電子與信息學(xué)報(bào). 2009(04)
[7]基于相位一致性變換的紅外圖像區(qū)域匹配算法研究[J]. 郭龍?jiān)?盧阿麗,楊靜宇. 紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2009(01)
[8]基于相關(guān)-循環(huán)譜方法的DSSS/BPSK信號(hào)檢測(cè)與識(shí)別[J]. 張志偉,孔祥維,劉航. 通信對(duì)抗. 2008 (04)
[9]無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究綜述[J]. 李瑞芳,李仁發(fā),羅娟. 通信學(xué)報(bào). 2008(08)
[10]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議研究進(jìn)展[J]. 鄭國(guó)強(qiáng),李建東,周志立. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2008(03)
本文編號(hào):3203068
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