無線傳感器網絡及其在物聯網中的應用分析

劉晟

（湖南省麓山國際實驗中學，湖南 長沙 410006 ）

無線傳感器網絡及其在物聯網中的應用分析

劉晟

（湖南省麓山國際實驗中學，湖南 長沙 410006 ）

物聯網是近年來研究的特點問題，也是互聯網發展的一個新的歷史階段，物聯網涉及的技術非常多樣。本文主要對無線傳感器網絡在物聯網中的應用進行分析。

無線傳感器網絡；物聯網；應用

隨著現代高科技的不斷發展，物聯網越來越受到人們的關注，物聯網時代已經到來。物聯網是由互聯網發展而來的，它不僅把網絡、信息技術等融入其中，更是引進了無線傳感器技術，加速了物聯網的發展。無線傳感器技術結合了多種高科技技術，所以無線傳感器也成為了現階段下的一個研究熱點。

1 無線傳感器網絡

1.1 無線傳感器

無線傳感器是集齊感知、計算、通信三種能力與一體的一類微型傳感器，傳感器的連接就像各種不同的電腦與互聯網相連接的方式。

1.2 傳感器網絡應用中的問題

物聯網中，由于不同的場所和不同的對象，傳感器網絡的組成也是不同的，但大多數都是由數據的收集、處理、傳送、儲存和電源等組成。無線傳感器網絡節點主要負責進行對數據的收集和傳送，為此，必須要擁有充分的數據處理和儲存能力。無線傳感器網絡中的節點不計其數，每個節點的成本都是個大問題。所以，必須要在滿足系統需要的情況下，把節點的成本降到最低。

1.2.1 功耗問題

因為在一個傳感器網絡中節點的數量非常多，所以在作業時只能靠其自身的電源，因此就必須要考慮它的功耗問題。例如，在當前，傳感器網絡MAC協議一般使用的是“偵聽/休眠”相互交換的信息模式，傳感器節點在空閑時自主轉變為休眠模式，以減少不必要的偵聽。為了減少數據間的沖撞和串音可以依據協議而采取不同的方法，把MAC協議分成三大類：（1）利用時分復用的方法使每個節點擁有自己獨立的穩固的信道；（2）使用頻分復甩或碼分復用的方法，將節點分配為沒有任何矛盾的信道；（3）采取競爭模式，確保節點在隨機的應用信道時不會受到其他節點的干預。這三種方法不僅節約了傳感器節點的功耗也確保了傳感器節點的公正性。

1.2.2 路由問題

每個無線傳感器在網絡中所占據的位置也是不同的，所以路由問題是無線傳感器網絡問題的重中之重，是其研究的要點。我們需要一個協議來保證傳感器中端點的轉移和調節各個端點數據傳送的公平性。依照系統構造的不同我們可以將路由器分為平面型和分級型兩種類型。

1.3 在網絡中的應用

當前無線傳感器的應用研究主要集中在協議通信層、網絡管理技

術層和網絡支撐技術層這三方面。其中協議的探究和節能的實踐是互相配合，互相輔助的。

2 無線傳感器網絡在物聯網中的運用

2.1 物聯網的含義

所謂的物聯網就是指依靠射頻辨別、紅外感應、全球定位和激光掃描等信息感應裝置，依照協議的規定，將任何物品和互聯網相連，實現信息交流和溝通，完成網絡智能化辨別、定位、監督和管理的一種新型技術，隨著科技水平的發展，物聯網已經在多個領域中得到了普及性應用，取得了良好的效果，成為未來階段下網絡技術發展的一個重要方向。可以說，目前我們已經全面步入了物聯網時代，物聯網對我們的生活、工作、學習都產生了深刻的影響。

2.2 無線傳感器網絡在物聯網中組成

物聯網的發展離不開互聯網的支持，包含了兩層意思：（1）互聯網是物聯網的關鍵和根本，物聯網是以互聯網為基礎的延長和擴充；（2）物聯網相比互聯網擁有更宏大的網絡，將任何物品進行聯接，而這些物品利用傳感設備和互聯網相連，進行信息交流和溝通。如果單從技術上來看，物聯網就是利用各種傳感器設備與當前的互聯網互相交流連接的新技術。物聯網不僅和網絡信息技術有著密切的聯系，同時它還與現代的控制技術有著密切的關系。

2.3 無線傳感器網絡在物聯網中應用的發展現狀

根據物聯網的功能來分析，物聯網具有三個特點：一是全方位感知功能，就是通過RFID、傳感器和二維碼等方式每時每刻的獲得被檢測物體的訊息；二是可以信賴的數據信息傳送，借助各式各樣的電信網絡和互聯網的聯系，能夠將物體的訊息及時有效精準的傳送出去；三是能夠智能化處理，通過現代智能化的控制技術和計算方式，解析和管理數據信息，實現智能化的掌控。

總而言之就是，通過各式各樣的傳感器設備將物品信息引入到物聯網中，在現有的互聯網上建立一個宏大的傳感網，實現物品之間的交流。從中不難看出傳感器在物聯網中起著重大的作用。

2.4 無線傳感器在物聯網中的運用

感知層是由RFID技術、傳感技術、控制技術、短距離無線通訊技術支撐的，是物聯網運轉的根本。感知層通過將傳感器端點接入網關構成，智能端點感應信息，并自動組網傳送到上一層的網關接入點，在經過網關將感應到的信息通過網絡層傳送到后臺進行處理分析。后臺對數據分析完成后，發送相關的命令到相對應的執行機構，以此來完成對被測物體的控制調整或遠程監控。傳感器網關是由中央處理和存儲單元及射頻收發模塊和通信模塊等硬件構成。中央處理單元的作用就是分析傳感器端點搜集到的數據和發布控制指令。無線傳感器改善了原來有線數據傳輸方法。

3 結束語

無線傳感器雖然在數據處理和傳送方式還有待完善。但是隨著當今科技的不斷發展，網絡的普遍應用，無線傳感器有著極大的發展潛力。

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TN929.5；TP212.9；TP391.44

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1003-5168（2015）11-240-01