計算機無線傳感網的數據傳輸探討

趙偉

摘要：文章主要從計算機無線傳感網概述的角度出發，討論了無線傳感網的過程和結構，闡述了計算機無線傳感網數據傳輸階層，深入分析了無線傳感網的感知層、鏈路層、網絡層以及應用層，最后對計算機無線傳感網的數據傳輸進行了敘述，并從不同角度進行了詳細的闡述。

關鍵詞：數據傳輸；數據處理；數據融合

隨著計算機無線傳感網絡技術水平的提升，其在軍事領域、智能家居、遠程醫療以及環境監測等方面得到了有效的應用，所以，為了保障無線傳感網的應用質量，基于數據為中心的網絡，要進一步優化無線傳感網的數據傳輸質量和傳輸效率，積極開發和研究提供的傳輸方案，在保障數據傳輸安全有效的同時保障數據傳輸的效率和精確性，對此要積極應用不同的方式和方法，從而為計算機無線傳感網數據傳輸提供有效的保障。

1 計算機無線傳感網概述

1.1 計算機無線傳感網概況分析

計算機無線傳感網絡可以將不同的信息轉化為數字信號，然后實施有效的傳輸，包括數據收集、數據處理以及數據傳輸3部分，當下應用的計算機無線傳感網主要由以下幾部分構成，分別為終端管理平臺、外部網絡、匯聚節點以及傳感器節點，該網絡的系統結構如圖1所示，傳感器節點的作用是獲取目標數據，然后利用多跳技術將數據向匯聚節點傳輸，然后匯聚節點利用衛星通信、公共移動網絡以及互聯網等通信方式向管理節點實施數據傳輸，最終終端的用戶會收到管理節點傳輸過來的數據。

1.2 計算機無線傳感網的關鍵技術

首先是網絡協議，當下無線傳感網絡主要以路由和多路訪問控制（Multiple Access Control， MAC）協議為主，因為無線傳感網絡對通信能力、儲存能力以及計算能力要求比較高，所以相關的網絡協議的設計比較困難。其次是定位技術，該技術作為無線傳感網絡技術的重要組成部分，能夠有效地實施節點位置的定位于采集，由于無線傳感器會隨機部署網絡節點，所以要依照節點的定位來實現數據的傳輸。最后是數據的融合和管理技術，在數據傳輸過程中，要保障數據的傳輸過程的節能，所以，要有效融合計算機的計算能力和儲存能力，從而有效去除冗余，保障整個數據傳輸過程的節能。

2 計算機無線傳感網數據傳輸階層分析

隨著科學技術不斷創新，無線傳感網得到了快速發展，尤其是數據傳輸技術發展迅速，其應用領域不斷擴大，在很多領域都發揮著重要的作用和意義，比如農業領域、工業領域、軍事領域等，都能夠精確地獲取相關的數據，同時也給無線傳感網的數據傳輸提出了更高的要求，依照不同的研究內容，計算機無線傳感網的數據傳輸現狀主要涉及以下幾點。

2.1 無線傳感網感知層分析

針對數據采集端的研究，很多大型的網絡企業都進行了深入的研究，并且探索開發了許多類型的硬件平臺，并且在硬件平臺當中融入了很多成熟的技術，在無線傳感網當中，要想保障網絡數據傳輸的質量，傳感器節點發揮著重要作用，因此，在實際的研究和應用當中，針對傳感器節點主要涉及以下幾部分，分別為傳感器節點的失效率、平均使用壽命、使用壽命與可靠度，通過以上幾點來有效地保障傳感器節點的有效性，因此，在實際的應用過程中，要保障傳感器節點數據傳輸的可靠性。

2.2 無線傳感網鏈路層分析

數據在鏈路之間傳輸的可靠性對于無線傳感網數據傳輸的有效性起關鍵性作用，在提升數據傳輸可靠性過程中，傳統的方式是利用重新傳輸或增加冗余來實施，在應用無線傳感網時，重傳現象主要有以下兩點：（1）上游的節點將數據傳輸到基站，然后由基站發出通知進行確認，當確認通知輸送到采集節點以后就表示數據傳輸成功，一旦確認通知發送失敗，采集節點沒有獲取到通知，則需要在一定時間內向基站再次發送數據。（2）在實施數據傳輸過程中，每一個階段都需要對傳輸的數據進行確認，一旦確認通知沒有傳輸給節點，則數據傳輸可認為是不成功，則數據會從上一個節點重新實施傳輸。以上兩種傳輸方式都能夠促進數據傳輸質量和效率的提升，但是在實際的應用過程中，一旦網絡鏈路發生失誤，無論數據如何上傳都會以失敗告終。通過對兩種不同傳輸的方式對比能夠看出，冗余在丟包率低的前提下要比重傳方式有優勢，如果出現丟包率比較高的現象，則以上兩種傳輸方式都不能保障數據傳輸的可靠性。

2.3 無線傳感網網絡層和應用層分析

首先是無線傳感網絡的網絡層分析，和傳統的網絡相比，無線傳感網絡要想提升網絡的生命周期，要在數據傳輸過程中平衡節點的能量，并且要對網絡的魯棒性和容錯率進行深入的探究。目前，在對網絡層實施數據傳輸方面的研究和分析已經有了明顯的成果，例如數據融合隱私保護、可靠性數據傳輸路徑評估等，這些方式都能夠有效提升數據傳輸的質量和效率，同時路由協議擴展在應用時，能夠實現路由的多個路徑，該方式能夠有效檢測鏈路的質量，從而根據實際的分析選擇最優的路徑。無線傳感網的應用層涉及大量的軟件，這些應用層的軟件能夠實施任務的監測，在應用這些軟件過程中，能夠分析和處理終端的數據，從而實現數據信息的完整性，同時，通過分析獲取的最終數據可以幫助決策者作出最終的判斷和決定。

3 計算機無線傳感網的數據傳輸探究

因為無線傳感網在應用過程中存在能量有限、通信能力有限、存儲能力有效以及計算能力有限等，所以，在應用無線傳感網傳輸數據時，要根據實際的需要借助相應的技術，但是傳統的數據傳輸技術難以滿足無線傳感網的需求，因此針對性地探究出以下幾方面數據。

3.1 無線傳感網的數據融合傳輸分析

在無線傳感網實施數據傳輸過程中，數據融合技術發揮著重要的作用。依照數據相關性實施數據的融合，無線傳感網在數據融合時如果是依照數據的相關性來實施，其中主要包括以下幾種融合類型：（1）依照時間相關性來實施數據融合，該類型融合方式會根據數據時間片的周期性特征來實施，所以能夠融合得到的感知數據。（2）依照空間的相關性實施數據融合，比如不同數據的地理位置關系實施融合。

（3）依照時空相關性來實施數據融合，該數據融合類型會依照獲取數據的空間、時間來實施。依照路由來融入數據，應用路由進行數據融合時，其主要發揮兩方面作用：第一，當融合網數據以后再傳輸數據；第二，在傳輸路徑當中尋找最優的路徑。通過以上兩種融合方式能夠促進無線傳感網中冗余數據的傳輸量，從而實現優化無線傳感網數據傳輸的目的。

3.2 無線傳感網虛你支數據過濾傳輸分析

在應用無線傳感過程中，傳感器節點會對環境數據進行有效的監測，但是該過程會導致傳感器節點被暴露在數據環境當中，一旦傳感器節點被網絡不良分子妥協，數據傳輸的密鑰會被竊取，這些不法分子會向網絡輸送虛假信息，從而給終端的管理人員提供虛假的決策信息，甚至會降低整個網絡數據傳輸中節點能量。同時，網絡不法分子會將截取、修改以及偽造數據，因此，針對該類情況的發生要及時有效的應用虛假數據過濾技術，依照不同的需求，虛假數據過濾和識別技術主要包括以下幾類，首先是依照數據傳輸的密鑰分為以下兩種：第一種是將同樣的密鑰信息來加密傳輸的數據，并且要驗證數據包，驗證主要是利用密鑰信息，該類數據識別過濾技術應用簡單，計算比較簡便，可以有效降低網絡資源的應用率。第二種是公開密鑰的識別過濾技術，該技術會驗證、加密傳輸的數據，而加密和驗證的密鑰不同，該技術在應用時能夠大大提升數據的安全性，但是針對一些能量有限、計算能力差以及儲存量小的無線傳感網應用時，該方式比較不適用。依照數據的處理方式可以分為以下兩種數據過濾識別方法：第一種是溯源虛假信息過濾，無線傳感網的節點會標記傳輸的數據報告，而標記是概率性事件，該方法來實際的應用過程中會將網絡中被獲取的節點和攻擊的節點徹底排除掉，但該方法對儲存空間有要求，同時會另外對傳輸的數據包包頭進行一定的限制，綜合來說不利于無線傳感網數據傳輸的效率，所以，要對其實施進一步的研究。第二種是數據傳輸過程中的虛假信息過濾，該方法驗證傳輸過程中的數據，數據在不同轉節點輸送時，虛假信息會被過濾掉，該方法在實際的應用中能夠將大部分的虛假信息過濾掉，所以整體效果比較理想。

4 結語

綜上所述，隨著中國社會經濟水平的提升，以及科學技術的不斷創新和發展，人們生活質量和工作效率得到快速提升，大量的電子產品被開發和應用，同時，隨著計算機和智能手機的普及和應用，針對用戶來說，利用無線傳感網能夠有效實現數據的傳輸和接受，并且能夠保障數據傳輸的質量和效率，所以，依照物聯網和計算機網絡的不斷完善和健全，計算機無線傳感網數據傳輸的穩定新、質量以及效率將會大幅度提升，并且在未來的發展當中，無線傳感網必將朝著準確、安全、快速的方向繼續發展和前進。

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