基于物联网技术的无线传感器网络研究

摘要：物联网技术环境的无线传感器网络发展前景良好，但在技术控制方面部分技术仍不成熟，需要在现阶段的网络发展方面做好革新与优化，从而充分发挥无限传感器网络系统使用效益。本文将依据物联网技术应用的无线传感器网络技术特点，对其技术内容及技术应用问题进行分析，以此为未来阶段无线传感器网络更为合理的运用于物联网体系建设提供部分理论性参考建议。

关键词：物联网；技术；无线传感器；网络

引言

目前，物联网技术条件下的无线传感器网络系统已广泛应用于各行各业，成为未来阶段网络体系构建的主要方向。为更好的适应物联网发展环境，做好无线传感器网络技术应用探究势在必行，是解决无线传感器网络技术应用实际问题及提高技术运用影响力的有效途径。

一、物联网技术无线传感器网络应用内容

物联网技术发展应用主要基于互联网网络体系开发，根据互联网网络连接特点，对不同层级的网络构架进行优化，从而实现物联网的物联应用。早期阶段的物联网体系建设与互联网相同，均基于电信号传输，信号传导速度慢，且传导数据丢失情况严重，数据传导延迟较高，难以充分的发挥网络系统高效化应用的特点。而无线传感器的网络应用，则打破电信号传输的网络信号传播格局，从被动化网络信息传输向主动性网络信息管理买进，通过对各领域的无线网络信息链接，实现对网络信息体系下的数据资源共享应用，因此称之为共享经济，通过共享经济的发展与推动，物联网网络体系逐步完善，使物联网成为连接体系信息网络发展的重要基础。

二、物联网技术无线传感器网络的结构特点

（一）无线传感器网络的结构

无线传感器网络采用传感器模拟构架，通过模拟感知实现对各区域网络的节点的控制，并将相关的节点单元内容进行调整，实现对物联网信息的管理。单一的网络系统无法组成完善的无线传感器网络，需要多端口连接实现单元节点的数据互通，利用数据互通有事，对各传感器单元发出指令，并由传感器对数据内容进行控制。如对环境温度、光度计环境湿度等相关数据的控制，使各系统单元能够按照传感器指令执行使用者操作，继而有效解决传统电信号传输网络信号延迟及速度过慢问题。

（二）无线传感器网络的特点

（1）有限的硬件资源

物联网无线传感器网络系统应用要求实现全范围网络覆盖，且由于无线网络传输距离有限，所以為保障无线传感器传输质量，需要设置多个无线网络传输节点，各节点内要设置相关的信号发出及接收传感设备，同时无线传感网络计算能力相对于普通计算机水平较低，在空间存储方面虽然有明显优势，但存储硬件设备价格较高，难以充分的保障使用经济性，所以综合以上问题，无线传感器网络使用成本相对较高。

（2）有限的电源容量

无线传感器网络设计的首要影响要素即是使用便捷性及实用性，所以在结构设计方面，需要尽可能的对体积进行优化，大部分无线传感器网络系统设备较小，虽然方便使用，但电容量较低，难以在高频次的环境下使用，且使用时间周期较短，电池主要以内置电池为主，无法自主拆装，通常充电使用1000次左右，电池使用容量明显下降，所以电力不足问题在无线传感器网络使用方面较为常见。

（3）自组织的网络形式

传统的互联网主要采用集成化控制网络，网络系统独立空间较小，且不具备良好的独立数据处理能力。而无线传感网络则可独立于各网络节点直接，根据网络协议及算法设置相关的网络环境内容，可有效的避免外界因素的干扰，建立独立的空间网络体系进行数据计算。

（4）多跳路由

无线传感器网络系统应用虽然采用无线信号传输，但其弊病在于无线信号传输距离较短，在小范围内的网络传输环境下网络应用效果良好，网络传输速率及质量始终保持在较高阶段，但一旦需要进行远距离的及多节点信息传输，既需要通过路由器设备作为信号传输导体，继而需要在无线传感器网络设计阶段具备信息发送及信息整合处理等多种功能，以便适应多种环境下的网络系统使用。

（5）动态拓扑

传统意义上的网络系统应用基于物联网拓扑结构设计，随着环境的变化及使用强度的增加，部分节点在使用过程中必然会产生一定的节点失效及网络节点检测区域变化，需要将新的节点进行添加方能够有效的解决失效问题，而传统的添加模式主要采用人工干预手动添加，无线传感器网络系统则可主动的进行动态拓扑功能的重新构建，使其更符合网络环境使用需求。

（6）节点众多，分布密集

区域网络监测通常采用多节点控制，传统节点设置由于对使用功能性要求较高，所以在阶段设计方面相对单一，节点设置并不密集。而无线传感器网络则需要通过构建完善的网络节点模板，实现对网络系统容错性及抗毁性问题的解决，因此在节点的布置方面相对较为密集。

三、物联网的无线传感器网络研究

（一）异构传感器网络

现阶段的无线传感器网络技术应用发展门槛相对较低，技术运用兼容性较高，在现有的市场环境下，无线传感器网络应用在为企业及个人提供实际帮助的同时，也产生一系列的实际问题，尤其是网络环境拥堵及网络协议制定问题尤为严重，高效性的网络节点虽能实现有效的网络环境覆盖，但由于网络协议的不完善，在网络使用管理方面较为混乱，低性能网络节点与高性能网络节点之间，未能形成良好的区域划分，导致无线传感器网络使用稳定性始终令人堪忧。例如在高性能的Xscale系统节点使用方面，采用的802.11协议内容对提高网络使用性能的确有一定的帮助，但同时处于该网络协议下的网络资源应用路径则较为拥堵，企业及个人均在该协议管理限制下使用无线传感器网络，继而造成互相干扰，促使无线传感器网络使用效益大打折扣。

（二）定位问题

近年来的网络发展过程中对于无线传感器网络应用的愈发广泛，使其成为现代网络管理体系的重要组成部分，但由于无线传感器网络信号传输及运行模式特殊性，网络体系构架实际上存在着一定的市场定位问题。首先就成本而言，无线传感器网络系统并不占优，其次要使用效益方面，也仅局限于小范围的网络环境设置，第三在技术应用发展方面，虽然无线网络应用是未来网络体系的发展趋势，但硬件系统及网络体系建设不完善问题，始终是无线传感器网络发展的实际局限。

（三）网络安全问题

无线传感器网络设计虽然集成传统网络设计的多种优势，同时也延续了传统网络体系构建的部分问题，其中网络安全问题便是现代无线传感器网络发展应用面临的主要问题之一。无线传感器网络端口构建主要采用开源化网络系统， 操作环境内部集成多种网络传输模式，在保障无线传感器网络多种功能均可有效应用的实际环境下，必然要去除一定的网络管理束缚，恰恰如此无线传感器网络安全问题随之产生，网络安全成为提高无线传感器网络使用效益的牺牲品，各节点及传播介质之间，并未建立完善的数据安全控制管理体系，相关的网络安全管理模块较为独立，难以在大范围内发挥网络安全效用。因此未来阶段的无线传感器网络技术应用发展，需要重点将网络安全问题予以解决，从而实现安全化及科学化的无线传感器网络应用。

结语

物联网环境下的无线传感器网络运用对提高物联网使用便捷性及可操控行等均有一定的推动作用，其独特的信号传输及处理模式，使其成为未来阶段网络技术应用发展的核心内容，但由于受到基础技术限制，无线传感网络技术运用仍存在部分实际性问题，需要在未来阶段的技术发展应用阶段做好技术创新及技术改进，从而使无线传感器网络更适应物联网环境体系发展需求。

参考文献：

[1]张慧颖. 基于物联网技术的无线电能抄表系统[J]. 农村电气化，2015（10）.

[2]李刚. 船舶无线传感器网络中物联网技术的应用[J]. 舰船科学技术，2018（6）.

作者简介：

柴韬（1983.03），男，江苏徐州人，本科，中级，在霍尼韦尔（中国）有限公司从事低功耗设计、嵌入式设计，嵌入式或者射频方向工作