无线传感器网络数据传输可靠性研究

马广明 李华 张井玲

摘  要：随着近年来科学技术不断地发展，许多新型的设备相继问世，大大地方便了我们的生活。在新科技的影响之下，传感技术、数据传输技术、嵌入技术和通信技术取得了重大的进步，无线传感器成为现代人们生活中必不可少的通讯设备，数据传输技术也变得更加方便。随着社会竞争力的逐渐加大，为了满足我们的生活，不得不加快我们生活的速度，无线传感器作为目前为止最为灵巧方便的通讯设备，我们日常生活中使用的通讯设备中占绝大部分比例，所以我们要应用先进的科学技术手段，提高无线传感器的实用性。本文将说明无线传感器网络数据传输的使用现状，详细地分析其影响因素，指出无线传感器网络数据传输方面存在的弊端，并提出针对性的改善建议。

关键词：无线传感器;网络数据传输;传感技术

中图分类号：TN929.5;TP212.9      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）15-0190-03

Research on Reliability of Data Transmission in Wireless Sensor Networks

MA Guangming，LI Hua，ZHANG Jingling

（Shandong Huayu University of Technology，Dezhou  253034，China）

Abstract：With the continuous development of science and technology in recent years，many new equipment has come out，greatly facilitating our life. Under the influence of new technology，significant progress has been made in sensor technology，data transmission technology，embedding technology and communication technology. Wireless sensor has become an indispensable communication device in modern people’s life，and data transmission technology has become more convenient. With the gradual increase of social competitiveness，in order to meet our life，we have to speed up our lives，wireless sensors as far the most nimble convenient communications equipment，the vast majority of the communications equipment we use in our daily lives，so we should apply advanced science and technology，to improve the practicability of wireless sensors. This paper will explain the current situation of data transmission in wireless sensor network，analyze its influencing factors in detail，point out the disadvantages of data transmission in wireless sensor network，and put forward some suggestions for improvement.

Keywords：wireless sensor;network data transmission;sensing technology

0  引  言

无线传感器具有体积小、传输信息快的优点，但同时，由于组成无线传感器的零件体积极小，自身储存的能量并不能满足长时间工作的需求，使得无线传感器在人们日常生活中的实用率大大下降。无线传感器在我们如今的生活中扮演着信息传输者的角色，人们不仅用它进行工作交流，进行工作中网络文件的传输，在日常生活中也会利用它进行信息交流，使朋友之间的联系更加密切。随着社会的发展和科技的进步，人们的生活节奏普遍加快，为了让工作效率跟得上工作进度，无线传感器的使用频率越来越高，但无线传感器网络数据传輸的可靠性会受到很多因素的影响，导致人们在实际的工作和生活中出现了很多不可避免的错误，进而影响了人们的工作效率和正常的生活。

1  无线传感器网络数据传输的使用现状以及影响因素

1.1  使用现状

由于无线传感器的便利性，已经在全世界内投入使用。无数的无线传感器在进行网络传输时构成了一个巨大的无线传感器网络，这些无线传感器就是无数的传感器节点，各个节点之间通过自组织的方式进行网络数据的传输，使得信息传输变得更加方便。无线传感器网络可以根据人为已经设定好的程序，对需要监测的数据进行实时监控，并随时进行数据采集。在完成信息采集之后，无线传感器本身会利用嵌入式技术对这些数据进行详细地分析，将危险的数据或者与设定不符的数据进行特别标注，并进一步将分析的结果借助网络信号通过无线传感器网络发送到客户终端，使用户了解和监测数据的真实情况。

无线传感器网络是一个相当大的自组织性网络，每一台无线传感器都可以独立地进行工作，这使得无线传感器网络具有很大的容错能力。无线传感器网络巨大的容错能力使得无线传感器的适用范围大大增加，因此我们可以将它充分地应用到恶劣的战争环境。我们可以在战争时应用无线传感器网络对敌方的战略部署、真正的战争实力、物资状态以及活动范围和情况进行实时地检测。并且可以在敌方的战场上设置定点的无线传感器监测系统，我方技术人员可以利用当今的科学技术，将这些无线传感器传输回来的信息进行重新分析组合，对敌方的信息做大体的了解，从而有助于我方在战场上取得优势。

1.2  影响因素

无线信号的质量对无线传感器网络数据传输的质量有决定性的作用。无线传感器网络与普通的数据传输网络不同，无线传感器在利用网络进行数据传输时，必须要依靠无线传输网络作为媒介，所以对网络的质量有一定的要求。随着近年来科学技术的发展，全球的很多地区已经实现了网络覆盖，但是在一些偏远的地区，由于地理位置和交通情况的局限使得网络信号迟迟不能覆盖，导致人们在这些地方进行数据传输时的错误率增加，并且可实现程度较小。现在我国的人口众多，与现有的土地资源完全不符，为了拓宽土地资源，增大人类的活动面积，许多地方都建造了地下商城。地下商城由于地处地下，与网络覆盖范围之间隔着厚厚的土层，导致网络信号并不能完美地通过障碍进入地下商城，使得建造在地下的办公区域在利用无线传感器进行网络数据传输时的错误率增加。

无线传感器内嵌构件能量储存量的局限性限制了无线传感器网络使用的实用性。无线传感器之所以能够很快地引领无线传输数据的潮流，其中很大一部分原因是无线传感器的轻便性。为了方便人们的使用，无线传感器在设计的时候充分地使用了内嵌技术，使得更加轻便、小巧的构件完美地嵌入了无线传感器中。但构件小巧的体积同时也很大程度上限制了能量的储备。无线传感器在进行网络数据传输时，不仅需要依靠无线传输网络作为媒介，还需要借助内部自身储存的能量作为传输依托。无线传感器自身的能量储存的局限性使得无线传感器网络数据传输的可靠性大大降低，人们在使用无线传感器进行网络数据传输的时候，很可能会在中途因为传感器能量枯竭的原因导致传输中断，甚至会丢失数据，影响工作效率，造成的经济损失。

2  无线传感器网络传输数据方面存在的弊端

2.1  无线传感器自身的能量分布不合理，使得能量的消耗速度加快

无线传感器自身的体积较小，各个构件内能够储存的能量都是有限的。现在人们为了加快工作的效率，使用无线传感器网络进行数据传输变得越来越频繁，无线传感器自身的工作时间也越来越长。任何事物都逃不过自然规律，都有自己的使用寿命。使用频率增多，使得无线传感器的使用寿命大大缩短，影响了无线传感器网络数据传输的可靠性。随着时代的发展和社会经济水平的增长，带来的弊端便是人类对资源的节约意识越来越淡薄。现在我们在使用无线传感器时，经常出现无线传感器长期开机却始终处于做无用功的状态，使得无线传感器自身的能量消耗速度加快，对无线传感器网络数据传输的可靠性造成影响。

2.2  无线传感器网络受外界影响因素的影响较大，使得信息传输的风险加大

无线传感器网络是由无数的无线传感器组成的，无线传感器之间并没有太大的联系，所以独立性较强。无线传感器网络在进行数据传输时，需要借助网络信号作为媒介，所以网络信号的质量对无线传感器网络数据传输的可靠性具有决定性的作用。无线网络信号的质量并不是一成不变的，它不仅会因人为的因素而遭到破坏，还会因突发的自然灾害而受到影响。当自然天气突变时，无线传感器网络的质量会大大下降，进而影响到数据的传输。并且无线传感器网络的质量还会受到磁场的影响。如果无线传感器在进行网络数据传输时周围有较强的磁场，数据传输的准确性会大大下降，进而影响到无线传感器网络数据传输的可靠性。

2.3  无线传输网络的传输速度相比有线传输的速度较慢

无线传感器网络相比有线传输来说，虽然具有便于携带、便于传输的特点，但传输速度也相对较慢。现在社会的竞争力越来越大，要想成为行业内的佼佼者，不仅要不断地提升自己的综合实力，还要提高自己的工作速度。无线传感器网络的质量会受到各种外界因素的影响，使得传输速度不稳定，相对有线传输数据的传输速度较慢，从硬性条件上降低了我们自身的综合实力，减慢了文件的传输速度，影响了人们的工作效率，使得无线传感器网络数据传输的可靠性大大降低。

3  针对无线传感器网络传输数据方面存在的弊端提出的改善建议

3.1  应当运用科学技术手段将无线传感器中的能量合理分配

为了尽可能地延长无线传感器的使用寿命，我们应当限制自己使用它的场合。在办公室内或家中进行数据传输时，尽量使用有线的传输设备，缩短无线传感器的运行时间。为了节约无线传感器自身的能量，应当在内嵌的构件中设计自动关机的程序，当无线传感器在一定的时间始终处于做无用功的状态时，自身应当启动自动关机程序，在完整地保留当前无线传感器内已有数据的基础上关闭机器，节约设备内自身的能量，延长无线传感器的使用时间，提高无线传感器网络传输数据的可靠性。

3.2  应当加大资金投入力度，拓宽全球无线网络的覆盖范围

无线传感器网络的质量会受到磁场的影响这一条件是不可避免的，我们只能通过其他方法来加强无线传感器网络的覆盖范围，使得无线传感器在人们的日常生活和工作中的适用范围拓宽。无线网络的覆盖范围是人为决定的，要想让全球尽快实现大范围的网络覆盖，就必须加大对网络信号覆盖项目的投资力度，使得偏远的地区也能尽快实现网络信号覆盖。

3.3  技术人员应当改进无线传感网络的质量，加快无线传输的速度

无线传感器网络的数据传输速度相对有线传感器网络数据传输的速度较慢，不仅是因为无线传感器网络的质量会受到外界各种隐私的因素的影响，很大一部分原因还是源于自身的质量不高。要想加快无线传感器网络数据传输速度，就必须从改进网络的质量开始，加大对无线传感器网络建设的投资力度，不仅要充分地利用现有的科学技术，更重要的是要发现导致数据传输速度慢的原因，从而对症下药，彻底地解决问题，从根本上提高无线传感器网络数据传输的可靠性。

4  结  论

无线传感器网络数据传输的可靠性直接关系到了数据传输的质量和速度，甚至关系到了文件本身的质量。数据传输在我们日常生活中使用的领域已经极为广泛，人们可以利用无线数据进行工作和生活中文件的传输和信息的交流。无线传感器的便携性使得它更加利于携带，也更加频繁地应用于户外出差。随着无线传感器在我们日常的生活和工作中被使用得更加频繁，其缺点也逐渐地暴露在人们眼前。为了以后无线传感器网络具有更强的实用性，可以大范围地应用于我们的工作和生活，我们应当积极地利用科学技术手段来解决这些缺点，使得无线传感技术更加适用于它的工作范围。缺点是有限的，但智慧是无限的，我们要用自己无限的智慧来应对这些有限的缺点。

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作者简介：马广明（1990-），男，汉族，山东德州人，教师，助教，硕士，研究方向：计算机科学与技术;李华（1991-），女，汉族，山东泰安人，教师，助教，硕士，研究方向：工业信息化;张井玲（1991-），女，汉族，山东枣庄人，教师，助教，硕士，研究方向：高等教育。