黑龙江科技大学学报2020年第4期

发布时间:2021-10-20 | 杂志分类:其他
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黑龙江科技大学学报2020年第4期

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黑龙江科技大学学报2020年第4期
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= 30> = 4   : ; < æ × ¯ ® ® Ù   Vol.30 No.4 JournalofHeilongjiangUniversityofScience& Technology   2020? 07@      July2020        SSD¬LOP;Z›k0Åü lmn, opq (:;<æׯ® ÁÂÓb¬;SÖ®ÿ,?Ü@ 150022) ' (:,-XJ_rEFZs¶tn„R、67;9Ž=>?,½¾B¿ÀÁÂ= SSDu vìíîï_rEFny。šjw= VGG16WXîïxyPz„{îï mobilenet_v3,½Ú²³ Ó<]|},$V²³]=]—,.·~.~M€=EF5‚ƒ„_rá:-EFZs=P Q。‡ˆ‰),ÁÂ= SSDìíîï45…†W‡=_rEFny,4ˆ=Œ‰*Š¦EFA :ýþ¿‹½h, WIDERFACE‰Œ/¥=ŽÛ>þB 94.261%。KŒ)BÁÂ=‘ y-;ˆ—˜/’п6=“”•。 )*+:_rEF;ìíîï;SSDny;°±‘ doi:10.3969/j.issn.2095-7262.2020.04.018   ,-./0:TP391.4 #1%0:2095-7262(2020)04-0448-07 #$234:A FacedetectionmethodbasedonSSD neuralnetwork ZhaoYanqin, ChenZhenpeng (SchoolofComputer&InformationEngineering,HeilongjiangUniversityofScience&Technology,Harbin150022,China) Abstract:ThispaperproposesanimprovedmethodbasedonSSD convolutionalneuralnetwork, whichisdesignedtoovercomealargercomputationalloadandaninaccuratefacelocationinherentinthe existingfacedetectionmodel.ThismethodinvolvesreplacingtheoriginalVGG16backbonenetworkwith alightweightnetworkmobilenet_v3,andextractinghigherlevelfeaturesandsimplifyingthenumberof scalelayers,andeliminatingtheeffectoffacescaleonthedetectionmodelbyclusteringtheproportionof manuallylabeleddetectionframes.Theresultsshowthattheproposedapproachexhibitsanimprovedde tectionspeedwhencomparedwithothermainstream facedetectionalgorithmsinthesameexperimental environmentandenablestherecallrateof94.261% ontheWIDERFACEverificationset.Theresearch provesthatthemethodisrobusttodifferentdatasets. Keywords:facedetection;neuralnetworks;SSDalgorithm;imageprocessing 0 \" # x8Ê` a L è ¯   P Á,¹ z X ð ê Z S Å Æ。 Z›;W»>4'12†¾eœ'oç_¶9m ‡±,5G×Ø<ZSWê-‘,D¨W dò î á * +、 ¡ « )、Æ È k 0 h D ´ u[1]。 Z›k04'\"L»>;†¾ÞNL9,1k0Z   5678:2020-06-21   ˆ‰Š‹:2¼œSþ‰àEc(MTKJ2014-275);:;<XXô§MAzæâþ“DEc(Hkdqg201911)   9:;<=>:÷žŸ(1975-),I,:;<XϦZ,KMN,O],âãÅñ:óûü£,ZSW,Email:982764511@qq.com。

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452 ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D          W 30  deT%6WX=>:‚çG’J*Ò+%T%。 ' 3 (2345+,-.67%&  Table3 Comparisontableoffacedetectionaccuracy ' 1 ()*+,-./0#$%&  Table1 Comparisontableoffacedetectionaccuracy resultsofeachmethod resultsofeachmethod Òwåæ φe/% εC/~·s-1  VGG16 87.367 12 T% φe/% φm/% φh/%  ResNet 89.234 16 MTCNN 95.693 93.254 85.950  Inception_v3 90.128 24 FasterRCNN 96.721 94.635 90.253  Xception 92.468 26 YOLOv3 96.956 95.629 91.280  mobilenet_v3 94.261 31 deT% 97.982 96.035 91.890 WX=>àÐf^ëçbƒ:.‚_K,`ë p¿6 WIDERFACE¿+ne;<,}KÄL çbƒ;‚_KÇabp[c%çc,d6JK= ‚%Øq:‚\"aÈ[`%Øq FPS¶·,QwH >àÐefghi!TT?²;,E\\¿+dep QfÈ%Òwåæ,RÇ°daQÅÆ1Òwå ¿àÐ6=>;‚T8O¯abp[c%çc,0 æ,{òú|}~ÄtuåæqHàÐcL©fÈ àЧj=>9I%~) (FPS)DE;‚19_ ÊI%F,€e{òú mobilenet_v3åæz1 K,¤¨«¬\\6 CPU@=>~)(εC)\" GPU@ % VGG166¿ + n : % Ø q : ‚ F  € 7%,6 %=>~)(εG)。™:¾àÐ;<p¿HQ,p¿ CPU:§j=>9I)!‚\\ 19~。éƒ,mo ¶·yE 2¥F。 bilenet_v3H SSDåæ%Øq:‚\"=>;‚qQ €•tuåæF„‚Ê。 ' 2 ()*+,-.10#$%&  Table2 Comparisontableoffacedetectionaccuracy ÅÆ n Ä f È % W X = > à Ð,H WIDER FACE¿+ne9;<=>,=>¶·y9 4¥ resultsofeachmethod F。¤¨H~ÄàÐ;<aÈû)%ËÌõ;< =>,…9 4RÇS„,MTCNN\" FasterRCNNH T% εC/n·s-1 εG/~·s-1 WX=>P © V † ‡ B,ˆ = > f C J K z I % W X \" G ‰ Š % W X ,YOLOv3™ d e T % L p =  MTCNN 6 15 >CIJ K W X,‹ YOLOv3H í î Õ 6 † Œ B = ,0 è  í î B = E W X 。 < = H Q ,d e T %  FasterRCNN 10 28 aQ€•Ò+¬%&Lùú½,-@%WX= >YZ。  YOLOv3 22 45 ŽQ IOUQRO>!àÐ=>)?%¼ç  deT% 25 62 _K_†,€r6 0~1_`,«¬T%=>P\"o pPŽn™€—˜n%Qr。IOU«¬%O“ñ p¿6Ȇklml@;<,6 WIDERFACE >%P”\"“op%P”%Žn\"n%Qr。 >ßn:}aÈ% 1000~9I,¤¨6:¾¬% QwHQè=>àÐ6aÈ)mn:%Øq IOU e;<=>,«¬nT%§j%Øqo)。¶·E QR,‘RÇ12=>s·。p¿¶·yE 4¥F。 V,deT%6 CPU@Lpabp[c%çc,6 GPU@LqC§j 62~%;‚。aQ’€•T% de0’Ä=>àÐ6 WIDERFACEE¿+n Lp&r;%ùú=>9IYZ。<=:‚\";‚ ;< IOU«¬,0 IOU>0.5“EA=,0 IOUH¿ _K,#8%12\\p¿T%%cL。deT%q +n}qr,…E 4RÇS„,deT%%Øq IOU S’J*Ò+%T%,+V\\H SSDåæ%²;u çS’€•”Ä=>T%,`0deT%•=>P ©©sc。 QRhijkú 1∶1%–‡ SSDT%—HQp¿, Øq IOUF\\ 25.3%,+V\\–mopWXPs 0 SSDåæ%tuåæòú\\ mobilenet_v3, t”ÄfÈÊI%=>P&L:¢%ùú=>P E\\¿+²;õ%åæ™1åæv€•Òwåæ ŒÍ。 %xy,dekòfÈ%Òwåæ;<p¿,6ÈO p¿ml@,QzfÈÒwåæ%:‚\"=>;‚, ¶·yE 3¥F。

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W 4X YZ[,O:SSD\\]åæ%WX=>T% 453   ROCžŸRÇ#812àФt %cL,Q wjkfÈ% IOU¡r,RÇÁCè¢% TPR\" FPR£H,0=> ¤¥ú ROCØ8:†mžŸ, ROCžŸ¦§ ¡ ¨ : T £ E V ª = > à Ð ¤ t s ·¦)。Qwp¿©ªn=>àÐ ROCžŸy9 5¥F。 8 5 (;< ROC=>   Fig.5 Comparisonthedetectionresultsof differentmodels …9 5R Ç S „,MTCNN% = > s · 3 x, Faster-RCNN\" YOLOv3=>s·a«,deT% =>s·aQ€•KÄT%3)。E\\;†ºh' %«¬=> %cL,deÆ ROCžŸ@%8¬ (AUC)2 ! T à Ð = > c L。 AUCE F = > à Ð =>A.Q=>­B%®þ`çÊ%RLc,Æ2 EFnT%6 ROCžŸ@%8¬¯Q γA。p¿¶ ·yE 5¥F。 8 4 9:;<-.#$%& ' 5 (;< AUC%& Fig.4 Comparisondetectionresultsofdifferentmodels    Table5 Comparisontableoffacedetection accuracyresultsofeachmethod ' 4 (2345+,-.67%& T% γA/%    Table4 Comparisonoffacedetectionaccuracy  MTCNN 58.64  FasterRCNN 62.45 resultsofeachmethod  YOLOv3 63.79  deT% 70.26 T% ŽQ /% E12deT%%¢.c,6 WIDERFACE¿  MTCNN 0.931 +n:HQp¿\\ MTCNNO~ÄT%,RÇS„,  Faster-RCNN 0.862 ”dT%aQ MTCNN% AUCF\\ 11.62%,š OéEdeT%6&°%785H=>P;<ñ  YOLOv3 0.944 >,FG\\HIJK%=>LM。jk\\fÈQR  SSD(1∶1) 0.725  deT% 0.978

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454 ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D          W 30  %=>P,Å=>P\"opP%ŽQ%rÁC; ÅÆ\\ mobilenet_v3ÏÐ&i!Ñ%åæàÐ,F †ºF。 GàÐÒ¬sþ,0ñ>5?&°%789‡B,F G\\HIJK%=>LM。¤ÎopWXPQR, :¾p¿+V\\deT%6 WIDERFACE)m Hñ>P%QR;<st,ÅÁ=>P\"opP& n:%S¦cL,E\\;†º\\±deT%6€• ‚Ó=。QwH)mn9;<ñUV,ö÷åæ )mn%²Æc,j«p¿;<HQ,yE 6¥F。 àÐË̏j«è¢HÃp¿。 ' 6 ?@)*A(BCDE67 6)mn:%²ÆczÔ,‹O/HWXàÁ、    Table6 Comparisonoffacedetectionaccuracy ‰Š、ÂóT%9=>`©ÕFG,õX0/H š›L¤ “ ” ; < Ì Í,F G H š › 9  % = > resultsofeachmethod LM。 )mn φe/% γA/% LM?N: FDDB 83.54 72.34 [1] Ö×Ø,~ÙÚ.ۂ¬\\]åæ6«¬{“Ûe%¦Æ ÌÍ<¾[J].)mÜn™UV,2016,31(1):1-17. AFLW 87.93 75.69 [2] ViolaP,JonesM J.Robustrealtimefcaedetection[J].Interna CelebA 90.25 78.04 tionalJournalofComputerVision,2004,57(2):137-154. FDDBO @ ³ % W X = > K ¢ ) m n,AFLW [3] MathiasM,BenensonR,PedersoliM,etal.Facedetectionwith \" CelebA´O;<WX=>Gµ¶ÅÆ%)mn, outbellsandwhistles[C]//Europeanconferenceoncomputervi —˜aQ WIDERFACEe9&·¸,WX¹€• sion,Cham:Springer,2014:720-735. 麻¼z½。Qw0deT%6€•KÄ)mn :;<p¿,RÇ°d:¢‚\" AUCr¾©V†@ [4] ÝÞß,YZV.¬\\]åæ69¤t\"JK=>¦Æ $,+V\\deT%6€•)mn©µ¶²Æc。 <¾[J].«¬{àx™¦Æ,2017,53(13):34-41. 6=>¶·9e,¿‹„\\†›=>­B% [5] SunY,WangX,TangX.Deepconvolutionalnetworkcascadeforfacial L¤“”,4ÀWXB=Eíî、íîB=úWX% pointdetection[C]//ProceedingsoftheIEEEConferenceonComputer “”,y9 6¥F。 VisionandPatternRecognition,Portland,2013:3476-3483. 8 6 FGHIJK [6] GirshickR,DonahueJ,DarrellT,etal.Richfeaturehierarchies Fig.6 Hardsamplesexample foraccurateobjectdetection and semanticsegmentation[C]// IEEE ConferenceonComputerVisionandPatternRecognition, …9 6RÇS„,š›L¤“”U6àÁ、Âà Columbus,Ohio,2014:580-587. ³TÄÅ、WXG‰Š、³ÆǞ%,-e,éƒn àÐHƒt“”=>þÈfG。:¾L¤“”»¼ [7] GirshickR.Fastrcnn[C]//ProceedingsoftheIEEEInternational =>úÉþ,yÊ˪HL¤“”%B=O@†º ConferenceonComputerVision,Santiago,Chile,2015:1440-1448. ÌÍJK。 [8] RenS,HeK,GirshickR,etal.Fasterrcnn:Towardsrealtime 4  objectdetectionwithregionproposalnetworks[C]//Advancesin NeuralInformationProcessingSystems,Montreal,2015:91-99. [9] šá â,ã   ä,å   æ.YOLO% < W = > ² ; ¬ % [J]. ˜™š›œÊÜÜD,2020,30(3):330-334. [10] LiuW,AnguelovD,ErhanD,etal.Ssd:Singleshotmultibox detector[C]//EuropeanConferenceonComputerVision,Spring er,Cham,2016:21-37. [11] çèâ,éêØ.t’ VGG-NET%78ë=8ìEãí¨ [J].«¬{àx™›Ü,2020,42(3):500-509. [12]  HowardA,SandlerM,ChuG,etal.Searchingformobilenetv3 [C]//ProceedingsoftheIEEE InternationalConferenceon ComputerVision,SouthKorea,2019:1314-1324. Qw¤Î SSD%Òwåæ VGG16¶Ï%7£, (OP )

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W 30 W 4X   ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D   Vol.30 No.4 JournalofHeilongjiangUniversityofScience& Technology   2020î 07ï      July2020        †ÄðÕñùòc%óóô¿+T% $ %, &'(, )*+ (˜™š›œÊÜ «¬{™67àxÜõ,ö÷ø 150022) Q R:,-./0123456789:;<=>56?@,.0ABCDEFG0A6 HIJKLMNOP5Q6RS。TUVW=XY./0123459:6Z78,[\\]^6 Merkel_`a,bc,-def:6Z78ghiCjk6l78,mnL,-op78gh6q r0Astuvwgh。xyz{,|g:}-,- BLSl78~ ECDSA€‚786ƒ„ 0…9~†0…9,‡ˆL786…9G,‰Š0‹JŒ~78‹JŒg;ŽkM}。 STU:qHI;0Astu;Z78 doi:10.3969/j.issn.2095-7262.2020.04.019   @8GVW:TP309.2 ?XOW:2095-7262(2020)04-0455-05 ?NYZ[:A Averificationmethodforcloudstorage integritybasedonlatticesignature ChangLiang, WangGuanqi, YangXuexin (SchoolofComputer&InformationEngineering,HeilongjiangUniversityofScience&Technology,Harbin150022,China) Abstract:Thispaperismeanttoaddressanincreasinglycrucialchallengeofhowtoguaranteethese curityofmassivedataintheeraofbigdatainthefaceoftheriskthattheexistingsignaturealgorithmbased onlargeprimefactorizationmightbecracked.Thestudyachievesanimprovementintheclouddataintegri tyverificationschemebasedontheexistingsignatureschemebyintroducingalatticesignatureabletoavoid largeprimefactorizationalgorithm,improvingthemainstreamMerkelhashtree,andreplacingtheoriginal shortsignaturewithalatticesignatureschemebuildingonmiddlemultiplication.Theresultsshowthatthe proposedmethodoutperformsthemodularexponentialoperationandlogarithm operationbuildingonBLS shortsignatureandECDSAellipticcurvesignature,demonstratingthereducedamountofsignaturecompu tationandthereforeadvantagesinparametergenerationcostandsignaturegenerationcost. Keywords:cloudsecurity;dataintegrity;latticesignature   ðÕñχRÇÅÆ)Ç°*%9ó+}ê! -É\\Hš›)m%4V5ª。š›Õñ6ð6% %ÕñLM,‹)m%G‚neȓŀ8,h- )mf^RL17¹28€•Æ)%9:;<,= .%%#¿/。«Æ)‹0ðÕñàô[,Æ)† >`RL7CfR§ð?ZF@A (Cloudstorage 0f16”2*Õ)m3”。ò×_,Æ)RL serviceprovider,CSP)%BÆ,yC“Æ)DE、]^   \\]^_:2020-05-06   `abc:˜™šùùúGèt”›ÌûZüåJ(2019-KYYWF-0735)   defghi:ý þ(1981-),ÿ,˜™šùö÷øW,!\",#$,ÌÍT?:67χ%#v&'œ(,Email:CLusth@qq.com。

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456 ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D          W 30  Æ)DE、)mF-GD、)m9:H²O。zh! : u∈ Λ,© v≤ u。ò×_,uH’ B%ól U«¬œ(%°I,ʺ)éU¤±LJ\"©KL ×,qr†ú’ L%3Ist?! v。… SVPN :ŸMH)NJ0³ÁfgPL,t’–‡LJ% J,RÇv„ SVPNJ³Ä,u3lŸchb?! RSA、DSA、ECDSAOóôTO´8,-É%#%P NJ SIVP。SIVPNJRo¾E:pŒ†wE n%ó Q。Ê)m[ýE*+Æ))m%%#c\"ùò Λ,qr†¢Ÿchb?! s,ÅÁHY: u∈Λ,a c,RSëçH–‡)mùòc¿+TO‚ÇèT b s≤λn(Λ)。 8&‚%#%²;。Eƒ,TUF„\\†Ät’ó 1.3 LWEut %ðÕñùòc¿+T%,Qwsþ¤Î\"%#¤ Î2¿+€cL。 x­ÜÝ(Learningwitherrors,LWE)Oó`a Ü%tuN J,€ P L c R Ç … € ú ó % SVP\" 1  SIVPNJ。LWENJ4À CLWE(LWEyz)NJ \" DLWE(LWE­Œ)NJ。 1.1 PDPBCjk6lm)n )mV©c+VTO(Provabledatapossession, CLWERo¾E:{| n、m、q=q(n)>2,µ÷ m×ni}~ A∈ Zqm×n\" mi?! v∈ Zmq,j m PDP)ÜÆz{|“%WX,®þc%;<)mùò i?! e∈ZqmEBxå。jBxå e?‰Zqm:%® c¿+。šO†YZ%t’ RSAóôÈZ7c þ¤Eχm,cÅOô v=As+eú€% mi?! %®þcWX,;l[\\\\6fR6Õñ :%) s∈Zmq%yzNJ。 mùòc¿+TO。]Ð PDPTO%^_ÞÏy 9 1¥F。 DLWERo¾E:{| n、m、q=q(n)>2,µ÷ m×ni}~ A∈Zmq×n\" mi?! v∈Zqm,j mi 8 1 PDP)no`Ipq ?! e∈ZqmEBxå。jBxå e?‰Zmq:%®þ Fig.1 BasicsPDPschemearchitecture ¤Eχm,sEY†q}8Zqm% mi?!,c?! v,€ O … As+e« ¬ Á C,q  } 8 Zqm% ­ Œ 1.2 rsrFt NJ[2]。 t’ó¥j«%`avÏO«b`aÜcL% 1.4 :vwx 3$ÌÍT?。j(L,≤)O†‡ðn,´ LeY: jóôU¥V©%@‚E pk,E‚E sk,H) deºÈÕ6:.f™@.f,£gª‡ðnE mƒ ml×,¤¨H€Y:)mUƒm1、m2—H¦ ó。j© nŸc h b % ? ! ¢ B={b1,b2,…, %óôÁσ1、σ2。´óôTOabÇ@c„: bn},€e BE m i?!,} Y : ò Ï ) x={x1, fR…Ðc。ê © V © ` ‚ H (pk,sk)% ó ô n U†L±úóô σ。 ∑x2,…,xn},£HTx¢ L(B)={y|y= i=1xibi, ¿+MTc。{ | ó ô σ1、σ2,Y } z { ) k1、 k2H)mƒm′=k1m1 +k2m2l×,¿+URÇ6f xi∈Z,i=1,2,…,n}l ×,† j a b ó Œ k。 g ? |‡m1、m2%ãä@,Qwσ1、σ2\"k1、k2«¬H) !¢ B%¥©òÏ)Ÿc¢= Λ=L(B)E…?! mƒm′;<¿+。 ¢ B±ú% mió,g?!¢ BEó Λ%t[1]。 sˆIc。{|óôσ1、σ2,Y}z{)k1、k2, óe Ò ç © K Ä L J:ó e 3 ¡ ? ! N J H¦%)mƒm′=k1m1 +k2m2l×,¿+U6fV (CVP)、3 l ? ! N J (SVP)、3 I t N J (SBP)。 ©E‚ sk%*F@,h%QwŸc¶=%Tô±ú deÒçmn3l?!NJ SVP,SVPNJRo¾ $%ab¿+ml%óôσ′,£gªóôTOE† EpŒt’ B%ó Λ,qr†st?! v,ÅÁHY ÈZóôTO,ªóôEÈZóô[3-4]。 @‚ÈZ‚`TO,†0… 3èåô[`¬ %Ïú。 (1)`‚±ú KeyGen(1λ)→(pk,sk):µ÷%# ‰) λ、µ„@‚ pk、E‚ sk。 (2)Vd‚` Enc(m,pk)→c:µ÷Vd m、@ ‚ pk、µ„`d c。 (3)`d±` Dec(c,sk)→m:µ÷`d c、E‚

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W 4X ý þ,O:†ÄðÕñùòc%óóô¿+T% 457 sk、µ„Vd m。 (1)±ú‰)¬% KeyGen,…Æ)¡<,¬%µ 1.5 Merkelyz{ ÷z{‚{0,1}¢,µ„@E‚H(pk,sk)。 MerkleMŠ ‹ (Merklehashtree,MHT)O † Ä (2)±úKó¬% Encode,…Æ)¡<。¬% ‹Æ)m¶Ï,Rnjüzl%[;<)m¿+, µ÷@E‚H(pk,sk)\")mUƒ m,µ„H¦Kó €Gµ¶¦Æ’ðÕñ、P2P、Q7ŽOëç;<r; H Tm。 ¿+%cL[5]。€U£Õñn)mUƒ%ö ‘r,sU£Õñ€U£r_\"%ö‘r[6]。 (3)±ú¿/¬% Challenge,…WKT—«U ¡<。¬%µ÷Õ=>)mUƒn= I(… TPAz «Æ)6H?Z 6)m’)mUƒ;<ù {£±),µ„H¦¿/67 chal。 òc¿+[,?Z 6¸¹ Merkel‹:H¦)mU ƒ%U£Õñ%ö‘r\"aH%h> Merkel (4)± ú + m ¬ % Prove,… ð ? Z F @ A ¡ ‹–£ % “ ” • – : % ö ‘ r[7]。 Æ ) 6 ê ë <。¬ % µ ÷ ¿ / 6 7 chal,µ „ H ¦ + V 6 7 H¥¸¹U£Õñ%ö‘r\"¥¸¹“”•– proof。 :%ö‘r;<MN«¬,™Æ)6¥V©%1 )mƒ%ö‘r;<HQ,uR­Œ1)mƒ\"H (5)=¿+m¬% Verify,… W K T — « U ¡ ¦)mUƒ%ùòc[8]。 <。¬%µ÷+V67 proof,µ„+V¶·{0,1}。 «+V67©s[,uÆ))mùòcÁC+V[, µ„ 1。¤_,µ„ 0。 2 *+,- 2.1 `I#q ðÕñ)mùòc¿+àЅKT¢ú:Æ)、 ð?Z F@A\"WKT—«U[3],y9 2¥F。 8 3  `I}*~ Fig.3 Basicalgorithm model 3 \"./0 8 2 |)pq;< 3.1 lm!\" Fig.2 Tripartitemodeldesigned (1)T¥¦。Æ)¡<`‚±ú¬% Ken 6:¾KTÞÏàÐe,Æ)˜™HWKT— Gen,±ú@‚ pk、E‚ sk。Æ)0¥V©1)mƒ «U°š › œ ¿ +  c[9]。 W K T — « U . C Æ F¤ú ´ w  ) m U ƒ f, ¡ < V d ‚ ` ¬ % )%›œ¿+c,–mÆ)%›œ¿+c±ú Enc,H§)mUƒ fÆ@‚ pk‚`,±ú§) a¦%¿/67,Hð?ZF@A°ša¦%¿/ mUƒ%¿+Kó。Æ)*ÕE‚ sk,Ç¡<`d -¦žŸ c,jõð?ZF@A¼¦WKT— ±`¬% Dec,H§…)mUƒ±ú%¿+Kó «U¥°š%¿/,;<)û¿/ -¦žŸ  。[10] ‚Ç¿+。–mn)mUƒ f[ i] ¥H¦%)mU 3õWKT—«U–m)û¿/ -¦žŸ %¶ ƒóô σ[ i] ,84>§¨€ Merkel‹,3ÃcÁ– ·,ÁCH¦%Æ))mùòc+V¶·,0ªù £%ö ‘ r hr。 z õ,Æ ) 0 n  ) m U ƒ f[i] òc+V¸¹pÆ)。 \"€H¦%)mƒóô σ[ i] °ö> CSP,©ª” 2.2 `I}* 2)m。 t”¬%Òç… 5èåô[`¬%¢ú,y `‚±ú¬% KeyGen。Æ)µ÷%#‰) λ, 9 3¥F。 µ„H¦}~<) n∈Z+、}~Š) t∈Z+,H¦è åô, R%78 q∈Z+。–m%#‰) λ±ú%

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458 ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D          W 30  H¦‰)(n,t,q),Æ)z{±ú†, R:‚ 3.2 €6‚ƒ„6 E 2n-1%èåô s←Z2qn-1,z{±ú t, R: (1)óôA.c。Hóô C=(c1,c2)l×,© ‚E n%èåô¢úH¦}~ A←Zqn×t。Æ)z {±ú?‰ŸMG«¤% n×t¬)eºDE c1 =r⊙A∈Zqn×t,c2 =r⊙(A⊙s+e)+msg∈Zqn×t。 z{Bxå,ÏÐH¦}~ e←Zqn×t。j©, R: «¿+UV©E‚ sk=s[,©c′=c2-c1⊙sk= ©†ÈZÒ¬⊙,u a b ⊙ (x)⊙ (y)=⊙ (xy);¸ ¹E‚ sk=s,@‚ pk=(A,A⊙s+e)。 c2 -c1⊙s=r⊙(A⊙s+e)+msg -(r⊙A)⊙s,é ⊙ O, R:%ÈZÒ¬,€ab¶=º,¯©c′=r⊙ Vd‚`¬% Enc。Vd‚`Uz{¨€† A⊙s+r⊙e+msg-r⊙A⊙s=r⊙e+msg。 {0,1}}~ r←Zqn×t,HÁC%Æ)@‚ pk =(A, A⊙s+e)\"†­‚`{0,1}®7¢ msg,«¬Á: éz{Bxå eO n×t¬)eº,‚`®7 msgO{0,1}%®7¢,¯—à 2ÎDõ,RÁ r⊙e= c1=r⊙A∈ Znq×t,c2 =r⊙(A⊙s+e)+msg∈ 0,uc′=0+msg=msg,Oôc′=msgú€,óôA.c Znq×t,¸¹‚`õ%`d C=(c1,c2)。 Á+。 `d±`¬% Dec,`d±`UH¥i.`d (2)óô%#c。j©»¼ ALÇfR½X% C=(c1,c2)\"¥V©E‚ sk =s,«¬M′=c2 -c1⊙ ®þ ε6èåô[`ԅÐóô C=(c1,c2),uH sk=r⊙(A⊙s+e)+msg-(r⊙A)⊙s,Çv M=M′ ’ t, R:‚E n%èåô¢ú%H¦}~ mod2。…’z{Bxå}~ eO…?‰ŸMG« A←Zqn×tl×,»¼ ALp6èåô[`ÔrC† ¤%¬)eº¥Ïú,¯à 2ÎDõÁC3ñ ?! s,ÅOô v=A⊙s+eú€,»¼±¾\\ó `õ%Vd M=msg。 `aÜ% LWEPLNJ。ƒ[R“EÕ6†è åô[`¬%,Lp±¾ nió:% SVP\" SIVP (2)¿/¥¦。Æ)›œ TPAÝXc%H CSP NJ,š†j™ LWEPL¿jÀÁ。6z{ñ×{ °šùòc¿+¿/。«Æ)›œ TPAH CSP° àÐ@,óô%%#cR+。 šùòc¿+¿/[,Æ)0­è¿)mùòc% )mUƒ%°†Kí± id\"€H¦óô Sig(id)D (3)¿ / ¦ ž A . c。 « Æ ) ) m ƒ m = E—«c°ö> TPA。« TPAi.CÆ)°ö ( m1,m2,…,mn) eY†)mUƒmi7C¹?[,€ %—«c[,Qw¿+óô%Tô2­®ªc H¦óô Sig(mi)´7C¹?。éö‘()u©N O¯28=%Æ)。«.³Æ)=%õ,TPA°š ?c\"ÂÃÄc,¯l CSP84k§¨€% Merkel ¿/。TPAz{|} ceºÏÐ)mƒzvn= ö‘‹%–£rroot′™ TPA¥V©%ö‘‹– I={s1,s2,…,sc}0€°ö> CSP,€e c∈ [1, £r rootfRL†Å。root′≠rootfú€,¿/¦ n]。 žA.cR+。 3.3 …†G‡ (3)¦ž¥¦。« CSPi.C TPA°ö%¿/ 67õ,84k§¨€ Merkel‹。CSP–m)mƒ /H¥F„%t’ó%)mùòc¿+T%; zvn= I={s1,s2,…,sc}qr)mƒ¥H¦% <Æosþ¤Î,‹0)mUƒÊIE 4kB,)m U£,q²ªU£> Merkelö‘‹–£ UƒJ) n=100000,‹}t’ BLSó ô T O \" %•–:¥©³´£,0€µ¶EH¦%“”• ECDSAóôTO%)mùòc¿+TO,DE‰Ã –n={Ωi},€e i∈{s1,s2,…,sc}。3õ,CSP0 HQ。¼½;< 50ÀÆop¿,0¶·}Øqr, )mƒ¥H¦%U£óô Sig(ci)\"“”•– sþHQ¶·yE 1¥F,€e,‰)±ú[E n={Ωi}DE+m σ={Sig(ci),Ωi}¸¹p TPA。 tc,óô[E tq,¿/ -¦ž[E tt。 (4)¿+¦ž¥¦。« TPAi.C CSP¸¹% ' 1 BCjk6lm)nˆ‰%& ¿++m σ={Sig(ci),Ωi},i∈{s1,s2,…,sc}[,·    Table1 Parametersofexperimentalcostfor ƏU£óô Sig(ci)\"“”•–n={Ωi},«¬ H¦% Merkel‹–£r。y·Æ)óô Sig(ci) differentdataintegrityverification Qw@‚ pk¿+úÉ,LQwU£óô\"“ ”•–n=±ú Merkel‹–£r,£+VÆ)) TO tc/ms tq/ms tt/ms mùòc¸G¹?。¤_,£+VÆ))mùòc BLS 432 71 123 7C¹?。 ECDSA 450 69 121 de% 422 62 119

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W 30 W 4X   ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D   Vol.30 No.4 JournalofHeilongjiangUniversityofScience& Technology   2020î 07ï      July2020        4Øå DTUjÙ[¤½Æ% ModbusDd–µàô ‘ ’1, )“”1, • –2, —˜™2 (1.˜™š›œÊÜ ÔU™67àxÜõ,ö÷ø 150022; 2.Ú嘙šùÔM©K@ۘÜ@Ô@Û,˜™š ˜Ü 164300) Q R:š†›œ0AožUŸd Modbus ¡¢£¤¥6RS,¦nM§,-B4¨c6 Modbus©ª«¬9:。­MN«¬®¯B¢4J°±B²,‰³NB²4´«¬µ¶6·¸¹º »¼½¾0G,¿ÀrTU³ÁB²„ÂÃÄ6·¸¹0GÅÆ|0AÇ-ÈÁ„Â,ÉÊ.GË ÌͶÎÉBÏo。xyz{,Ð$X6 Modbus«¬9:ÑÒ,¡d9:ÓÔ>«¬0G6¤ ¥。‰µÕÖ×Ø6ÙÚÛ,|9:=†ÜÝ4Þ߸àácâã0AÉB«¬。 STU:›œ;Modbus ¡;B4¨c doi:10.3969/j.issn.2095-7262.2020.04.020   @8GVW:TN915.9 ?XOW:2095-7262(2020)04-0460-05 ?NYZ[:A ModbusmessagetransmissionmodeofDTU equipmentin Internetofthingsbasedontimedivisionmultiplexing KangHui1, YangQingjiang1, XuChao2, ZhengZheyu2 (1.SchoolofElectronic& Information,HeilongjiangUniversityofScience& Technology,Harbin150022,China; 2.HeihePowerSupplyCompanyofStateGridHeilongjiangElectricPowerCo.Ltd.,Heihe164300,China) Abstract:ThispaperproposesatimedivisionmultiplexingModbusslavequeryalgorithmdesignedto addressthelimitationofModbusmessagelengthinthedatatransmissionprocessofIOT.Thealgorithm worksontheprocessbywhichthedurationofaquerycycleisdividedintoseveraltimeslots,ineachof which,thedifferentstartingaddressesandnumbersofregisterarerespectivelyinquired;andbywhich thereceiveridentifieswhichinstructionthedatabelongstobythenumbersofregisterreturnedbyeach timeslotinstructiontoachievesynchronousandrealtimeuploadingofalargenumberofmonitoringval ues.TheresultsshowthatcomparedwiththeconventionalModbusqueryalgorithm,theproposedalgo rithm canovercomethelimitationofthenumbersofquery;withoutadditionalhardware,thealgorithmen ablesrealtimequeryofdataintheapplicationscenariosfordistributedstorageofalargeamountofinfor mation. Keywords:IOT;Modbusmessage;TDM   \\]^_:2020-06-30   `abc:ÚÝÔå@ۛœåJ (5224201900BS)   defghi:Þ ß(1980-),ÿ,aà,˜™šùá1W,!\",#$,ÌÍT?:6љ67UV,Email:qihang1601@163.com。

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W 4X Þ ß,O:4Øå DTUjÙ[¤½Æ% ModbusDd–µàô 461 ýÜ Æ RS232/RS485,– µ ú û Ü Æ û f K ¢ % 0 1 2 Modbusúû。) m Ü n ™ ñ U V à ƒ Ü n ù j Ù J*,4Øåœ({]úâ2¦Æ’ãLÝä、 )mõ,Q w « ¬ £ ± ë ç % ‰ ) 6 7,DTUj Ù ãÐåûOcL,zhãLªÐæ‚%Fàû4 Øå%¦ Æ ' ç ´ g h è Û T ? ° I[1]。 à û 4 0ª67–m Modbusúûê–>ð6。deÒç Øå&è%O0Ê!u©¢éQ6ÉL%jÙQw økE STAàDàô% DTUjÙvåæ?Z ¢ ÌÍ DTUjٙ)mÜnñUVàƒ_`% Mod ¨lú,åæ?Z 0jÙÜn%)mhiê–> ð6,6ð?ZØÙùú)m%±Î[2]。DE4Ø busDd–µàô。 åë|5%“\\]e”———hŸ–ë åæ,{©ì èÜU [3-6]H€6 è J K S T、í î T v ï ð : [ 1.2 G‘’ I\\ÌÍ,ÌÍú·±¾\\ë|5%)mñ•NJ。 òÞß[7]H4Øååb%j«F„\\²;óô,S å斵%)+6Ñqhiì`i2,’–ë T\\åæ5%õö™¦ž{ª、‚\\°™÷ø ùK%jŒ。lH’)m–µ,àûfµ¶ÜÆ%  ,l–ë 0ë|C%àî!Aòú)+![ë O Modbusú û。´ 6 4 Ø å e ü ƒ ú û – µ ) m,£…’ ModbusDd‚Kª,pH:Ò{H‰ ab NyquistܓŒV {†Àõö%ýÕ )fLÑw 125,šHìy ÔL„!Oàû¦Æ¥ë:–%‰)2!þþqf fs≥2fh, (1) Cçc。QýO·Æ†… MCUvÕñÿIÏú ôe:fs———ܓÓþ; %Añχ0nĉ)67!՚2gQw UART úû:–[8],‹ š Ç \" 1  ‚ k l Ï ‡ % ½  x fh———àî6Ñ%3G-.Óþ。 ‚。#’HòÏ‡MÎT%$%,TU²;õö …Ü“6Ñ/½àî6Ñ%Ô0@ôE ¬%,0†õöÝX¤ú´w[&UV,6§[ &ÔùúHfȉ)%õö,‡†&$n[&,6a  b‰)'$ ç c % ã ä @,$ ° k l ú ”、F G c 9Q。 ∑xa(t)= xa(nT)Sa[π(t-nT)/T], (2) n=- 1 3456789:;<,= ôe:xa(t)———àî6Ñ; T———ܓÝX,™Ü“Óþ fsïE1); Sa———|“()。 à)Aò[êçabܓŒV,)+6ёR Çh-o%ýE1àî6Ñ,‹ƒ[%)+6ÑE t26Ñ。Q6eE\\3ÊK‚2·Æ6‡,$° –µú”,ý 6 – µ * H t 2 6 Ñ ; < è • 3 ª。 [¤è•½ Æ M g [ ¤ ½ Æ (Time-divisionmulti plexing,TDM)O†ÄýÆ%3ªTô,—O0fÈ %[L6ÑaïŽ46fÈ%[&Ô,5hȆ 4V6‡–µ,6i.6gƒÄT%0n[& Ô%6ÑF}„2`1ú16Ñ%Q6œ(。à D1Vy9 2¥F。 1.1 Š‹4#q;< QÆ%4Øåði()y9 1¥F。 8 2 G‘’“” Fig.2 SchematicofTDM 8 1 Š‹4ŒŽ …9 2R*,6°ö\"i.6¤¨©†{6 Fig.1 ConnectiontopologyofIOT 7A[b,ÇܓÓþȺ27A。6°ö6,ƒ[ büÀHµ÷6Ñܓ,[b7A†ÝÁC%è• …9 1R*,€e¢<)m–µ%iéK¢Q 6Ñܓr=E 1o。[bÝX7A,üÀûön •6Ñ,n • 6 Ñ û + ® 8 2 ° ö[9],n • 6 Ñ – µ[9ÆȆ4V6‡。[¤½Æœ(:’pd)

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462 ˜ ™ š › œ Ê Ü Ü D          W 30  +Q6、;’ªÐ、ÊÊFG\\6‡·Æþ,6*+ N-1 Q6„!%È[,´€\\klú”。 ∑I(t)= i=0 CiRTs(t-iTs), (3) 2 >?@ABC8 Modbus9:;< (4) {RTs(t)= 1,0<t<Ts, 2.1 ModbusRTU•– 0,€•, «5ª jE6 Modbusåæ:Ç RTU(þx ôe:I(t)———†‘G%Jvõö_H,—45 N Ã6Ne)à ô Q 6 [ % ® 7 o,d e Ç < è  ý Õ %rER,Ò{õöDdóô:jÙ2=,ÉL m[&_H; ýa,šýÕ %GÍ\"°Í,ýÕ )!%GÍ \"°Í¤¨E 1 byte,è¿Í CRC16E 2 byte。 Ci———fÈ[&%õö_H,}fÈr[ë² ‰{¼¦Ddóô:jÙ2=、ÉLýa、¸¹)m N%ýÕ fÈ,õö_H´fÈ; +)¤¨E 1 byte、¸¹)m N byte,è¿Í CRC16E 2 byte。‰{¼¦Ddóôe“¸¹) RTs(t)———}Æ(); m+)”EÒ{õöDdóôõö“ýÕ )!” Ts———[&`I。 %d>,…‰{¼¦Ddóô“¸¹)m+)”^ …’‰{¼¦%Dde“jÙ2=”\"“ÉLý E†+  R |,V n : † À õ ö 3 è ê L + } 255ýÕ   % ) m。 ‹ O,6 † › 7 Œ % à û ¦ a”H¥©%[&_HqaÈ,éƒ,°ö§m[& Æe??Qw@«¬£±Ê!úc‰),ìUp H¦Æe‰)Õñ%ýÕ 2='çfð8,E õö_H[\"J0“ýÕ )!”jkEïfaÈ, \\*+p[A>RÇÜ}@8%T%0¥©‰)† :–。 Ç:’H¸¹%)m—A.±Î。 2.2 Modbus—˜™š ¶=åJpH0M6 480ýÕ 'çÔ% 6ab NyquistܓŒV,ˆUV H)mB CLv[UV%*F@,R0†õöÝX¤ú´ 141ÔL„ ! ‰ ) Ü Æ † À ‘ G、K m [ & _ H w[&,jõ§[&UV†•[ð6Ñ。[&D ¤F:y9 3¥F。 2UV,€K”xð+xy9 4¥F。 8 3 ›œGž 8 4 Ÿ~ Fig.3 Timeslotsplittingdiagram Fig.4 Program flow 9 3e0†õöÝXD¤ú 3[&UV。 9 4Tì¤ùú[&_H%Œk, de/HÔL„!‰);<p[A>,jÑ'þ$ TmlKÖÍ flagE 3,jk‘Gì¤ùúõöÝ uRa b ç c。¥ Ç,¢ < Q 6 [ % ä 7 þ j E X%jŒ,ªrR–màx_Kçcuv_Œ。è 9600{Oa«EF。 ¤Lì¤,Qw­®mlKÖÍ flag%r2‹0¡ <uv%ÖM。€eml 1E flagO¯I’ 4,y· ´†‘G(õöÝX)ë Nm_H†L<¹ ml 1ab,£;†º­®ml 2O¯ab,ml 2 ¥©‰),£Jvõö_Hab%bÏE O flagO¯Ê’ 2;y·ml 2ab£¡<[&_H

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