无线传感器网络及其在物联网中的应用分析

2015-03-26刘晟

河南科技 2015年21期

关键词：端点联网无线

刘晟

（湖南省麓山国际实验中学，湖南长沙 410006 ）

无线传感器网络及其在物联网中的应用分析

刘晟

（湖南省麓山国际实验中学，湖南长沙 410006 ）

物联网是近年来研究的特点问题，也是互联网发展的一个新的历史阶段，物联网涉及的技术非常多样。本文主要对无线传感器网络在物联网中的应用进行分析。

无线传感器网络；物联网；应用

随着现代高科技的不断发展，物联网越来越受到人们的关注，物联网时代已经到来。物联网是由互联网发展而来的，它不仅把网络、信息技术等融入其中，更是引进了无线传感器技术，加速了物联网的发展。无线传感器技术结合了多种高科技技术，所以无线传感器也成为了现阶段下的一个研究热点。

1 无线传感器网络

1.1 无线传感器

无线传感器是集齐感知、计算、通信三种能力与一体的一类微型传感器，传感器的连接就像各种不同的电脑与互联网相连接的方式。

1.2 传感器网络应用中的问题

物联网中，由于不同的场所和不同的对象，传感器网络的组成也是不同的，但大多数都是由数据的收集、处理、传送、储存和电源等组成。无线传感器网络节点主要负责进行对数据的收集和传送，为此，必须要拥有充分的数据处理和储存能力。无线传感器网络中的节点不计其数，每个节点的成本都是个大问题。所以，必须要在满足系统需要的情况下，把节点的成本降到最低。

1.2.1 功耗问题

因为在一个传感器网络中节点的数量非常多，所以在作业时只能靠其自身的电源，因此就必须要考虑它的功耗问题。例如，在当前，传感器网络MAC协议一般使用的是“侦听/休眠”相互交换的信息模式，传感器节点在空闲时自主转变为休眠模式，以减少不必要的侦听。为了减少数据间的冲撞和串音可以依据协议而采取不同的方法，把MAC协议分成三大类：（1）利用时分复用的方法使每个节点拥有自己独立的稳固的信道；（2）使用频分复甩或码分复用的方法，将节点分配为没有任何矛盾的信道；（3）采取竞争模式，确保节点在随机的应用信道时不会受到其他节点的干预。这三种方法不仅节约了传感器节点的功耗也确保了传感器节点的公正性。

1.2.2 路由问题

每个无线传感器在网络中所占据的位置也是不同的，所以路由问题是无线传感器网络问题的重中之重，是其研究的要点。我们需要一个协议来保证传感器中端点的转移和调节各个端点数据传送的公平性。依照系统构造的不同我们可以将路由器分为平面型和分级型两种类型。

1.3 在网络中的应用

当前无线传感器的应用研究主要集中在协议通信层、网络管理技

术层和网络支撑技术层这三方面。其中协议的探究和节能的实践是互相配合，互相辅助的。

2 无线传感器网络在物联网中的运用

2.1 物联网的含义

所谓的物联网就是指依靠射频辨别、红外感应、全球定位和激光扫描等信息感应装置，依照协议的规定，将任何物品和互联网相连，实现信息交流和沟通，完成网络智能化辨别、定位、监督和管理的一种新型技术，随着科技水平的发展，物联网已经在多个领域中得到了普及性应用，取得了良好的效果，成为未来阶段下网络技术发展的一个重要方向。可以说，目前我们已经全面步入了物联网时代，物联网对我们的生活、工作、学习都产生了深刻的影响。

2.2 无线传感器网络在物联网中组成

物联网的发展离不开互联网的支持，包含了两层意思：（1）互联网是物联网的关键和根本，物联网是以互联网为基础的延长和扩充；（2）物联网相比互联网拥有更宏大的网络，将任何物品进行联接，而这些物品利用传感设备和互联网相连，进行信息交流和沟通。如果单从技术上来看，物联网就是利用各种传感器设备与当前的互联网互相交流连接的新技术。物联网不仅和网络信息技术有着密切的联系，同时它还与现代的控制技术有着密切的关系。

2.3 无线传感器网络在物联网中应用的发展现状

根据物联网的功能来分析，物联网具有三个特点：一是全方位感知功能，就是通过RFID、传感器和二维码等方式每时每刻的获得被检测物体的讯息；二是可以信赖的数据信息传送，借助各式各样的电信网络和互联网的联系，能够将物体的讯息及时有效精准的传送出去；三是能够智能化处理，通过现代智能化的控制技术和计算方式，解析和管理数据信息，实现智能化的掌控。

总而言之就是，通过各式各样的传感器设备将物品信息引入到物联网中，在现有的互联网上建立一个宏大的传感网，实现物品之间的交流。从中不难看出传感器在物联网中起着重大的作用。

2.4 无线传感器在物联网中的运用

感知层是由RFID技术、传感技术、控制技术、短距离无线通讯技术支撑的，是物联网运转的根本。感知层通过将传感器端点接入网关构成，智能端点感应信息，并自动组网传送到上一层的网关接入点，在经过网关将感应到的信息通过网络层传送到后台进行处理分析。后台对数据分析完成后，发送相关的命令到相对应的执行机构，以此来完成对被测物体的控制调整或远程监控。传感器网关是由中央处理和存储单元及射频收发模块和通信模块等硬件构成。中央处理单元的作用就是分析传感器端点搜集到的数据和发布控制指令。无线传感器改善了原来有线数据传输方法。