大中小無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的關(guān)鍵性問題2009-12-07蘇通莎楠展開全文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的關(guān)鍵性問題作者：時間：2007-07-06來源:廣嵌網(wǎng)關(guān)鍵詞：傳感器傳感器專題無線一、引言無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種出現(xiàn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，它的基本組成單位是節(jié)點，這些節(jié)點集成了傳感器、微處理器、無線接口和電源四個模塊。傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中業(yè)已成熟的解決方案可以借鑒到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中來。但是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的用途和優(yōu)點，開發(fā)的通信協(xié)議和路由算法已經(jīng)成為了當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)急待研究的課題。二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括了大面積的空間分布在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)處理由節(jié)點自身完成，這樣做的目的是減少無線鏈路中傳送的數(shù)據(jù)量，只有與其他節(jié)點相關(guān)的信息才在鏈路中傳送。以數(shù)據(jù)為中心的特性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的又一個特點，由于節(jié)點不是預(yù)先計劃的，而且節(jié)點位置也不是預(yù)先確定的，這樣就有一些節(jié)點由于發(fā)生較多錯誤或者不能執(zhí)行指定任務(wù)而被中止運行。為了在網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)視目標(biāo)對象，配置冗余節(jié)點是必要的，對用戶來說，向所有位于觀測區(qū)內(nèi)的傳感器發(fā)送一個數(shù)據(jù)請求，然后將采集的數(shù)據(jù)送到指定節(jié)點處理。資源包括高性能計算機(jī)、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源。武漢網(wǎng)絡(luò)技術(shù)歡迎來電

    90年代初，中國作為第71個網(wǎng)加入Internet，我國已經(jīng)開放了Internet，通過中國公用互連網(wǎng)絡(luò)(CHINANET)或中國教育科研計算機(jī)網(wǎng)(CERNET)都可與Internet聯(lián)通。只要有一臺微機(jī)，一部調(diào)制解調(diào)器和一部國內(nèi)直撥電話就能夠很方便地享受到Internet的資源；這是Internet逐步"爬"入普通人家的原因之一；原因之二，友好的用戶界面、豐富的信息資源、貼近生活的人情化感受使非專業(yè)的家庭用戶既做到應(yīng)用自如，又能大飽眼福，甚至利用它為自己的工作、學(xué)習(xí)、生活錦上添花，真正做到"足不出戶，可成就天下事，瀟灑作當(dāng)代人"。網(wǎng)絡(luò)的神奇作用吸引著越來越多的用戶加入其中，正因如此，網(wǎng)絡(luò)的承受能力也面臨著越來越嚴(yán)峻的考驗―從硬件上、軟件上、所用標(biāo)準(zhǔn)上......，各項技術(shù)都需要適時應(yīng)勢，對應(yīng)發(fā)展，這正是網(wǎng)絡(luò)迅速走向進(jìn)步的催化劑。Internet能夠負(fù)擔(dān)如此眾多用戶的參與，說明我們的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成長到了相當(dāng)成熟的地步，用戶自己也能耳聞目睹不斷涌現(xiàn)的新名詞、新概念。但這還不是終結(jié)，是歷史長河的一段新紀(jì)元的開始而已。十堰正規(guī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來電咨詢Internet是一套通過網(wǎng)絡(luò)來完成有用的通訊任務(wù)的應(yīng)用程序。

    Globus網(wǎng)絡(luò)計算協(xié)議建立在網(wǎng)際協(xié)議之上，以網(wǎng)際協(xié)議中的通信、路由、名字解析等功能為基礎(chǔ)。Globus協(xié)議分為構(gòu)造層、連接層、資源層、匯集層和應(yīng)用層五層。每層都有各自的服務(wù)、應(yīng)用編程接口和軟件開發(fā)工具、上層協(xié)議調(diào)用下層協(xié)議的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的全局應(yīng)用都需通過協(xié)議提供的服務(wù)調(diào)用操作系統(tǒng)。構(gòu)造層功能是向上提供網(wǎng)絡(luò)中可供共享的資源，是物理或邏輯實體。常用的共享資源包括處理能力、存儲系統(tǒng)、目錄、網(wǎng)絡(luò)資源、分布式文件系統(tǒng)、分布式計算機(jī)池、計算機(jī)集群等。連接層是網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)事務(wù)處理通信與授權(quán)控制的協(xié)議。構(gòu)造層提交的各資源間的數(shù)據(jù)交換都在這一層控制下實現(xiàn)的。各資源間的授權(quán)驗證、安全控制也在此實現(xiàn)。資源層的作用是對單個資源實施控制，與可用資源進(jìn)行安全握手、對資源做初始化、監(jiān)測資源運行狀況、統(tǒng)計與付費有關(guān)的資源使用數(shù)據(jù)。匯集層的作用是將資源層提交的受控資源匯集在一起，供虛擬組織的應(yīng)用程序共享、調(diào)用。為了對來自應(yīng)用的共享進(jìn)行管理和控制，匯集層提供目錄服務(wù)、資源分配、日程安排、資源代理、資源監(jiān)測診斷、網(wǎng)絡(luò)啟動、負(fù)荷控制、賬戶管理等多種功能。應(yīng)用層是網(wǎng)絡(luò)上用戶的應(yīng)用程序，它先通過各層的應(yīng)用編程接口調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)。

    在科學(xué)研究中，經(jīng)常碰到“種瓜得豆”的事情，Internet的出現(xiàn)也正是如此：它的原型是1969年美國**部遠(yuǎn)景研究規(guī)劃局（AdvancedResearchProjectsAgency）為實驗用而建立的網(wǎng)絡(luò)，名為ARPANET，初期只有四臺主機(jī)，其設(shè)計目標(biāo)是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的一部分原因遭到破壞時，其余部分仍能正常運行；80年代初期ARPA和美國**部通信局研制成功用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP協(xié)議并投入使用；1986年在美國國會科學(xué)基金會（NationalScienceFoundation)的支持下，用高速通信線路把分布在各地的一些超級計算機(jī)連接起來，以NFSNET接替ARPANET；進(jìn)而又經(jīng)過十幾年的發(fā)展形成Internet。90年代初，中國作為第71個網(wǎng)加入Internet，我國已經(jīng)開放了Internet，通過中國公用互連網(wǎng)絡(luò)(CHINANET)或中國教育科研計算機(jī)網(wǎng)(CERNET)都可與Internet聯(lián)通。只要有一臺微機(jī)，一部調(diào)制解調(diào)器和一部國內(nèi)直撥電話就能夠很方便地享受到Internet的資源；這是Internet逐步"爬"入普通人家的原因之一；原因之二，友好的用戶界面、豐富的信息資源、貼近生活的人情化感受使非專業(yè)的家庭用戶既做到應(yīng)用自如，又能大飽眼福，甚至利用它為自己的工作、學(xué)習(xí)、生活錦上添花，真正做到"足不出戶，可成就天下事，瀟灑作當(dāng)代人"。Internet提供了稱作FTP（File Transfer Protocol）的文件傳輸應(yīng)用程序。

    可以用一個多播路由協(xié)議把消息送到相關(guān)節(jié)點，對于用戶而言，不需要知道每個傳感器的具體身份號，所以可以用以數(shù)據(jù)為中心的組網(wǎng)方式。5、與移動adhoc網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，和移動adhoc網(wǎng)絡(luò)有相似點，但又有很多不同。移動adhoc網(wǎng)絡(luò)可以用于沒有無線基礎(chǔ)設(shè)施存在或出于費用和安全方面的考慮不方便設(shè)置無線基礎(chǔ)設(shè)施的場合，而傳感器很多時候被布置在近地環(huán)境中，地波吸收現(xiàn)象不能被忽視，并且高密度布置的傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多用戶接口也造成了很高的誤比特率。作為移動通信的兩種基本組網(wǎng)模式之一，移動adhoc網(wǎng)絡(luò)中的傳輸模型是典型的多對多式，而傳感器網(wǎng)中的傳輸模型更偏向于分層次模型（多對一傳輸）。一般來說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點比典型的移動終端或手持設(shè)備有更多的資源受限要求，但對于計算的要求則是可有可無的，當(dāng)需要執(zhí)行計算任務(wù)時，如果通信成本比計算成本低，計算任務(wù)就被送到中心節(jié)點去執(zhí)行。三、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵性問題1、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議問題傳感器網(wǎng)絡(luò)受到的安全威脅和移動adhoc網(wǎng)絡(luò)所受到的安全威脅不同，所以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制不適合此領(lǐng)域，需要開發(fā)針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的專門協(xié)議。一種思想是從維護(hù)路由安全的角度出發(fā)。連接到FTP服務(wù)器后通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到自己的計算機(jī)中。十堰正規(guī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來電咨詢

極大地改變了長久以來形成的傳統(tǒng)思維和生活方式。武漢網(wǎng)絡(luò)技術(shù)歡迎來電

    網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)點、寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、資源管理和任務(wù)調(diào)度工具、應(yīng)用層的可視化工具。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點是網(wǎng)絡(luò)計算資源的提供者，包括服務(wù)器、集群系統(tǒng)、MPP系統(tǒng)大型存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)庫等。寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境中，提供高性能通信的必要手段。資源管理和任務(wù)調(diào)度工具用來解決資源的描述、組織和管理等關(guān)鍵問題。任務(wù)調(diào)度工具根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的負(fù)載情況，對系統(tǒng)內(nèi)的任務(wù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)度，提高系統(tǒng)的運行效率。網(wǎng)絡(luò)計算主要是科學(xué)計算，它往往伴隨著海量數(shù)據(jù)。如果把計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成直觀的圖形信息，就能幫助研究人員擺脫理解數(shù)據(jù)的困難。這需要開發(fā)能在網(wǎng)絡(luò)計算中傳輸和讀取，并提供友好用戶界面的可視化工具。網(wǎng)絡(luò)計算通常著眼于大型應(yīng)用項目，按照Globus技術(shù)，大型應(yīng)用項目應(yīng)由許多組織協(xié)同完成，它們形成一個“虛擬組織”，各組織擁有的計算資源在虛擬組織里共享，協(xié)同完成項目。對于共享而言，有價值的不是設(shè)備本身而是實體的接口或界面。武漢網(wǎng)絡(luò)技術(shù)歡迎來電

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