面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述

張智夫

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新型技術(shù)及設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上被開發(fā)出來，其中，物聯(lián)網(wǎng)作為一種由互聯(lián)網(wǎng)奠基而產(chǎn)生的新型信息技術(shù)，對(duì)人們的生活及生產(chǎn)影響是巨大的。本文通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)方面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并將前人研究歸納總結(jié)，得出具有現(xiàn)實(shí)意義的結(jié)論，希望有助于促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；新型技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）06-0202-02

在日常生活中，人們?cè)诩?、公司、單位等各個(gè)位置都可以搜索到無線網(wǎng)絡(luò)并利用其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的應(yīng)用，在此種情況下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被開發(fā)出來，應(yīng)用在人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面，為其提供與生活息息相關(guān)的信息服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步發(fā)揮出了更大的優(yōu)勢(shì)，改變著人們的生活，為其了解、掌握各種信息提供了方便。

1 物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1） 物聯(lián)網(wǎng)的涵義

錢志鴻等[1]（2012）在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用研究中提到，物聯(lián)網(wǎng)是新時(shí)代的產(chǎn)物，是由當(dāng)今時(shí)代經(jīng)濟(jì)、科技等各方面發(fā)展而產(chǎn)生的一種基于互聯(lián)網(wǎng)的信息技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)由于有“物”一字，代表了其與物相關(guān)，是由兩種物體連接后，相互作用而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是通過運(yùn)用其內(nèi)含有的識(shí)別、感知、通信等技術(shù)，使得用戶的物體與其他物體之間進(jìn)行信息的傳遞，其主要是將物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際情況應(yīng)用于虛擬網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)用其自身連接的特點(diǎn)，將用戶自身與互聯(lián)網(wǎng)或其他控制設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)新型信息化控制。

2） 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)涵

王文光等[2]（2010）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述中提出，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種具有分散、廣布特點(diǎn)的傳導(dǎo)型網(wǎng)絡(luò)，在其分布范圍內(nèi)，可以了解到其外部所有的變化情況，并通過其內(nèi)置的傳導(dǎo)配件將信息傳達(dá)到處理部分，并針對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改變。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以與其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，不論該網(wǎng)絡(luò)是有線網(wǎng)絡(luò)還是無線網(wǎng)絡(luò)，其連接后所形成的網(wǎng)絡(luò)可以使得移動(dòng)終端與其他終端保持長時(shí)間的通信狀態(tài)，是一種實(shí)用性較高的網(wǎng)絡(luò)。此外，當(dāng)無線傳感網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)相互連接之后，可以對(duì)其他網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生過濾作用，幫助提升其他網(wǎng)絡(luò)的安全程度，并可多方位的搜集和傳導(dǎo)信息及相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)其自身以及其他網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起著促進(jìn)作用。且隨著時(shí)代的變化，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求也不斷提高，且由于物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)配置也在提高，配備了更多安全系數(shù)較高的服務(wù)以及設(shè)備，滿足著日新月異的時(shí)代需求。

3）物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系

張俊[3]（2010）在淺談無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用中提到，基于物聯(lián)網(wǎng)更新的基礎(chǔ)上，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以得到更好的發(fā)展。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中較為邊緣的網(wǎng)絡(luò)直接分布在其覆蓋范圍內(nèi)，擁有其自身的分布特點(diǎn)，是通過較為智能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將無線傳感網(wǎng)絡(luò)融合到其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)中，利用電視、手機(jī)、電腦等移動(dòng)終端，對(duì)其無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物的連接，使得網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到移動(dòng)終端或固定終端，并針對(duì)不同用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行何止，滿足其不同的需求，最終達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)連接狀態(tài)下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1） 信息方面技術(shù)

張偉等[4]（2015）在面向大田信息采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中提到，在信息方面的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建上，主要是針對(duì)信息的利用情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，要從該網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)方面對(duì)其應(yīng)用情況進(jìn)行了解，并為其正常運(yùn)作提供一個(gè)較為穩(wěn)定且安全的環(huán)境。根據(jù)不同的信息功能，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分為較多種類的信息服務(wù)，并將服務(wù)的方方面面掌控全面，構(gòu)建較為靈活的服務(wù)結(jié)構(gòu)框架，將其各個(gè)功能詳細(xì)劃分，傳導(dǎo)相應(yīng)數(shù)據(jù)。此外，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會(huì)接收并散發(fā)出較多數(shù)據(jù)，范永健等[5]（2012）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)隱私保護(hù)技術(shù)中提出，該網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施，并且由于傳感器中含有較多的接收節(jié)點(diǎn)，不同的節(jié)點(diǎn)接收到的信息不同，其相應(yīng)的存儲(chǔ)情況、處理情況等服務(wù)也不同，由此各個(gè)部分的傳感器節(jié)點(diǎn)也存在細(xì)小的差別，此類差別可以更好的幫助傳感器辨別相應(yīng)的情況，保持對(duì)數(shù)據(jù)的正常接收及運(yùn)作，更有效率的處理可能發(fā)生的情況。

2） 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方面技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有對(duì)信息數(shù)據(jù)的接收、管理、分配等功能，其不同的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的功能，且由于此類網(wǎng)絡(luò)建立在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的合理配置可以保持該網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并促進(jìn)其發(fā)展。就時(shí)間同步方面來說，現(xiàn)有的實(shí)踐同步機(jī)制難以滿足當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，從傳感器的穩(wěn)定、擴(kuò)展角度來看，要設(shè)置影響其的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。龍吟等[6]（2010）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法研究中提到，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法，需要對(duì)其服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，并提升到相應(yīng)的層次上，保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)真正普及并為大眾所使用。潘守偉等[7]（2014）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于路由協(xié)議的擁塞控制技術(shù)研究中提出，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)多數(shù)用戶同時(shí)使用的情況，使得其網(wǎng)絡(luò)使用擁堵，應(yīng)著力解決該網(wǎng)絡(luò)的擁堵情況，推舉新措施將網(wǎng)絡(luò)疏通，為多人同時(shí)使用服務(wù)，使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更好地服務(wù)于用戶。

3） 網(wǎng)絡(luò)使用方面技術(shù)

趙俊棟等[8]（2014）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信體系研究提出，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在通訊功能，其每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都有接收訊息并發(fā)送的功能，并由其他細(xì)小的設(shè)備組成。在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可利用其相關(guān)結(jié)構(gòu)，覆蓋物與物交換信息的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議具體情況，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。彭宇等[9]（2011）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)綜述中提出，可以利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位，這是一種實(shí)際應(yīng)用程度較高的技術(shù)，此類技術(shù)利用了傳感器節(jié)點(diǎn)的信息，查找到用戶或其終端所在的具體位置，可幫助解決移動(dòng)終端丟失問題。目前此類技術(shù)與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)類似，其范圍縮小了很多，但搜索情況變得更加細(xì)致，可以穿過建筑物外表，搜索到室內(nèi)情況，具有定位準(zhǔn)確度較高的特點(diǎn)。

3 面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器發(fā)展新思路

1） 普通環(huán)境下無線傳感器的研究

很多情況下，無線傳感器需要面臨不同的應(yīng)用背景，依據(jù)其應(yīng)用的背景，無線傳感器被要求以不同的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)形式進(jìn)行策略支持。這種背景下的無線傳感器給研究者帶來新的挑戰(zhàn)。研究者通過對(duì)其差異性的研究，將現(xiàn)有的無線傳感器區(qū)別于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)形式，并將其與信息通訊技術(shù)相結(jié)合，重新進(jìn)行研究和計(jì)算，從而從多方面完善和應(yīng)對(duì)不同背景下的無線傳感器需求。曾東[10]（2012）在普適計(jì)算環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中提到，物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生使各個(gè)用戶在不同的時(shí)間、地點(diǎn)滿足自身的需求，不需要理會(huì)周邊的環(huán)境以及時(shí)間，自由的獲取自身的需求。物聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展就是為了迎合統(tǒng)一而多樣的客戶需求，并且摒除傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶來的復(fù)雜性和多樣性。

2）研究系統(tǒng)性低能耗無線傳感器

對(duì)于無線傳感器而言，系統(tǒng)性低能耗非常重要。經(jīng)過眾多用戶的參與，物聯(lián)網(wǎng)成為人們家喻戶曉的應(yīng)用工具。系統(tǒng)性低能耗的研究可以為人們節(jié)省更多的資源。作為傳感器，研究者在設(shè)計(jì)的過程中多采用小巧、精細(xì)的制作特點(diǎn)，如此狀態(tài)下的無線傳感器出現(xiàn)一個(gè)不可避免的弊端就是電量的攜帶量較小。楊光友等[11]（2013）在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量優(yōu)化策略綜述中講到，傳感器本身如果耗能非常巨大，那么傳感器將更容易消耗自身的生命周期。設(shè)計(jì)者通過不斷的研究和設(shè)計(jì)，將無線傳感器區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)劃分傳感器的系統(tǒng)功能來解決其低能耗問題。

3）IP不同所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)

目前狀態(tài)下的物聯(lián)網(wǎng)使用效率非常高，如此便演變成宿主眾多的情況，該情況產(chǎn)生的直接影響在于IP地址各不相同。那么在IP地址不同的情況下，物聯(lián)網(wǎng)需要采集的信息就會(huì)更加龐大和復(fù)雜并且更存在著較大的差異。研究者通過對(duì)IP技術(shù)的應(yīng)用和研究，需求實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)尋址統(tǒng)一的方法。崔霞[12]（2014）在論IP技術(shù)與IP承載網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)中期望通過該種方法為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展做出革新，新型的無線傳感器通過對(duì)眾多宿主的信息不斷收集和整理并且進(jìn)行分類，使使用物聯(lián)網(wǎng)的用戶終端更加方便快捷的掌握物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。

4）多宿主形勢(shì)下的網(wǎng)絡(luò)傳輸

無線傳感器是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，作為其重要部分，無線傳感器帶來的信息便利是其眾多宿主想象不到的。宿主的多少?zèng)Q定上層網(wǎng)絡(luò)需要反饋信息的多少。研究者通過對(duì)多宿主的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行研究，從中找出增強(qiáng)相互之間聯(lián)系的更可靠途徑。陳龍等[13]（2015）在多宿主連接環(huán)境下隧道傳輸網(wǎng)絡(luò)的一體化路由模型中提到，該形式下的無線傳感器用戶實(shí)現(xiàn)了減低開銷，傳輸更加快速的目的。

4結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，越來越多的人愿意接受和使用網(wǎng)絡(luò)，并深深體會(huì)到其真正的便捷。作為新時(shí)代的人民，接受創(chuàng)新事物的發(fā)展，接受物聯(lián)網(wǎng)的變革，相信人民便不會(huì)再為信息的堵塞而產(chǎn)生思想落后的現(xiàn)象，通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的充分利用，人們才更容易實(shí)現(xiàn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

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