面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究

周杰

（石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 新疆石河子市 832000）

面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究

周杰

（石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 新疆石河子市 832000）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，使無(wú)線傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中有一定的應(yīng)用，且具有良好的應(yīng)用前景。目前，面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中由許多關(guān)鍵技術(shù)組成，且在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，應(yīng)提升無(wú)線傳感器的技術(shù)水平，以滿足社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求。對(duì)此，有關(guān)部門(mén)應(yīng)進(jìn)一步對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)加以優(yōu)化配置，以充分發(fā)揮無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的積極作用。本文主要論述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，并提出其優(yōu)化策略。

物聯(lián)網(wǎng)；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

前言

隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在人類社會(huì)生活中越來(lái)越發(fā)揮著重要的作用，能夠?yàn)槿藗兩钐峁┓奖恪o(wú)線傳感器以物聯(lián)網(wǎng)為重要基礎(chǔ)，能夠打破時(shí)間、空間的限制，進(jìn)而傳遞信息，廣泛應(yīng)用于社會(huì)眾多行業(yè)領(lǐng)域中，尤其表現(xiàn)在定位領(lǐng)域中。無(wú)限傳感器網(wǎng)絡(luò)中具有許多優(yōu)秀技術(shù)，其技術(shù)水平相對(duì)較高，但伴隨社會(huì)的發(fā)展，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平有著更高的要求，因而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化具有必要性。

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)以信息技術(shù)為依托，能夠?qū)⑽矬w與物體之間建立連接，以達(dá)到信息共享的目的。物聯(lián)網(wǎng)是創(chuàng)新型技術(shù)，有助于推動(dòng)信息技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有感知作用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，能夠?qū)υO(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行更改，該技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括成本低廉、處理和傳輸數(shù)據(jù)等，其關(guān)鍵技術(shù)主要表現(xiàn)在以下方面：

1.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與安全技術(shù)

在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行背景下，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)發(fā)揮著不可替代的積極作用。通信條件下，只有遵循網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，才能確保網(wǎng)絡(luò)安全。面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不應(yīng)過(guò)于復(fù)雜，能夠滿足用戶的多樣化需求即可。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以路由協(xié)議為主，相關(guān)人員能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中相關(guān)信息加以合理利用，進(jìn)而減少能源消耗，確保網(wǎng)絡(luò)性能。目前，物聯(lián)網(wǎng)條件下的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要采用GEAR和GEM路由協(xié)議。

物聯(lián)網(wǎng)為人們提供信息交流平臺(tái)，但也可能使用戶面臨著安全威脅隱患。所以，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)安全性能有著更高的要求。目前，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全措施主要有幾種，即確保路由安全、設(shè)立訪問(wèn)權(quán)限、對(duì)網(wǎng)絡(luò)入侵的違法行為進(jìn)行檢測(cè)、設(shè)置密鑰等方式。此外，由于信息安全隱患可能來(lái)自于內(nèi)部，因而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中對(duì)分布式安全結(jié)構(gòu)有設(shè)置，能夠確保內(nèi)部安全，在一定程度上規(guī)避信息外泄隱患[1]。

1.2 時(shí)間同步與定位技術(shù)

在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，時(shí)間同步發(fā)揮著重要的作用。傳統(tǒng)技術(shù)條件下，為實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步，相關(guān)人員需要通過(guò)有效計(jì)算方式而加以計(jì)算，但計(jì)算機(jī)設(shè)備及通信技術(shù)對(duì)其有一定程度的限制?，F(xiàn)階段，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的不斷提高，在時(shí)間同步方面，能夠充分考慮能量因素，進(jìn)一步提高時(shí)間同步的精確性。為充分發(fā)揮無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的積極作用，相關(guān)人員還應(yīng)進(jìn)一步考慮網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定與擴(kuò)展等方面的問(wèn)題，以設(shè)置時(shí)間同步算法[2]。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種感知技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)中的有效應(yīng)用，能夠提高定位技術(shù)水平。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的作用下，用戶能夠利用網(wǎng)絡(luò)交互性特征而與目標(biāo)用戶相聯(lián)系，以達(dá)到快速傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)信息的目的。目前，定位技術(shù)領(lǐng)域中，以GPS技術(shù)最為先進(jìn)，但其應(yīng)用成本相對(duì)較高，因而推廣范圍受限，不能為更多普通用戶所使用。然而，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)，成本相對(duì)較低，且耗能減少，逐漸受到社會(huì)各界人士的廣泛關(guān)注。

1.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)

對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)而言，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)發(fā)揮著重要的影響和作用，其控制水平?jīng)Q定著網(wǎng)絡(luò)的整體性能。所以，有效的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?，能夠在一定程度上提高物?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的整體協(xié)調(diào)性，且為用戶提供有價(jià)值的信息。在面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，拓?fù)淇刂浦饕跃W(wǎng)絡(luò)覆蓋和連通為前提條件，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)加以選擇，以提高控制效率，形成良好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，基于無(wú)線傳感器的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂品绞街饕袑哟涡涂刂啤⒐β士刂苾煞N類型，能夠在一定程度上完善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂平Y(jié)構(gòu)，并充分發(fā)揮著該項(xiàng)技術(shù)的控制優(yōu)勢(shì)。

1.4 數(shù)據(jù)信息整合技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，數(shù)據(jù)信息量相對(duì)較大，為相關(guān)人員提高信息識(shí)別難度?；跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)環(huán)境中的信息進(jìn)行有效融合，并實(shí)現(xiàn)完整傳輸，以滿足用戶對(duì)數(shù)據(jù)信息的實(shí)際需求。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用于其中，可以在收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并刪除無(wú)用信息，不僅提升信息數(shù)據(jù)的處理效率，而且能夠?yàn)槿藗児?jié)省網(wǎng)絡(luò)空間。由此可見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展和完善中，應(yīng)積極利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)信息的高度融合與快速處理[3]。

2 面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的一部分，伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，使無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠充分發(fā)揮其感知作用，進(jìn)而滿足不同使用者的實(shí)際需求。然而，面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)得到進(jìn)一步的優(yōu)化。①應(yīng)進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)，從個(gè)體不同需求角度而探討問(wèn)題，以滿足個(gè)體的個(gè)性化需求，可以規(guī)避傳統(tǒng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜設(shè)置。②積極利用IP技術(shù)，對(duì)通信協(xié)議加以優(yōu)化?；诖?，能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行深入挖掘，使數(shù)據(jù)信息更具針對(duì)性，為技術(shù)人員的技術(shù)改進(jìn)工作提供參考和借鑒。③相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)低能耗技術(shù)的研發(fā)，以減少無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗，符合環(huán)保節(jié)能的時(shí)代主題[4]。

3 結(jié)論

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于社會(huì)眾多行業(yè)領(lǐng)域中，并對(duì)人們生活方式產(chǎn)生重要影響。面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平雖然相對(duì)較高，但仍然具有一定的劣勢(shì)，難以充分發(fā)揮積極作用。所以，有關(guān)人員有必要對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效優(yōu)化，能夠提高無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)水平。

[1]楊海瀾.基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WSNs安全可靠性分析[J].物流技術(shù)，2015，03：294～296.

[2]楊菲，陳益能，丁德紅.面向物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)組網(wǎng)技術(shù)研究[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，01：87～91.

[3]耿浩，雷斌.面向交通信息采集的基于RFID的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[J].長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，06：36～40.

[4]朱凱，姜偉，呂曉冬，等.物聯(lián)網(wǎng)中無(wú)線ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)研究[J].科技信息，2013，17：76+102.

TP212.9

A

1004-7344（2016）12-0249-01

石河子大學(xué)高層次人才科研啟動(dòng)項(xiàng)目（RCZX201530）。

2016-4-10

周杰（1982-），男，湖南湘鄉(xiāng)人，講師，工學(xué)博士，研究方向?yàn)闊o(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)。