
应用研究
无线传感器网络智能信息处理研究
丁翠
(北京京北职业技术学院机电工程系北京101400)
数字执本导用
摘要:无线传感器网络(WSN)能够在指定的环境中完成任务,作为一个智能系统,它是由很多具有通信和计算功能的微小传感器节点组成的。伴随着intemet网的快造发展,传感器、无线通信以及分布式的信息处理技术也迅造发展,它能够改变人类的交互方式。传感器网络是计算机科学技术的全新研究领域,其在智能信息处理上也有很广泛的应用,得到了很多专家学者的重视。本文首先对无线传感器网络进行简介其次对其在智能信息处理上的应用进行分析
关键词:无线传感器网络智能信息处理
中图分类号:TP212.9
文献标识码:A
因为近年来集成电路、传感器、机电系统(MEMS)、无线通信等技术的高速发展,让功能多、消耗低、成本低的微型无线传感器能够被大范围的应用。无线传感网络正是由这些微型的无线传感器组成的,这些传感器拥有了很多的功能,比如:收集以及处理数据、协同合作、无线通信等,这种无线的传感网络帮助因特网走进了物理的世界,给处理和取得信息创造了一个全新的方式。因此,因特网颠覆
广人们之闻的沟通和交流方式。 1无线传感器网络
1.1基本概念
由许许多多的,到处都在的,有计算和无线通信能力的微小传感器组成了无线传感器网络,这个网络是一个能够随着环境的不同智能化地完成任务的系统。这个系统能够以无线通信的方式将采集并经过处理后的信息传递给观察者。在整个网络当中都覆盖着
价格很低,能量消耗低,体积小,能够在短距离内通信的传感器"。用户能够使用传感器网络进行远距离的操作和监控,该功能的实现方式是将传感器的节点智能分布在监测区域内,自动形成一个网络,同时经过有比较强的存储通信和处理能力以及含有足够的电力的基站或者接收器把信号由无线网络或者卫星,因特网传送至控制中心的服务器当中,这样,用户就能够从服务器当中查询到需要的数据,同时能够通过该服务器下达指令,
1.2无线传感器网络的特点
第一,自组网络:整个网络的形成以及布置不需要依靠任何提前设定的网络设备,在网络中的节点会接照分布式的算法以及分层协议自动调整各自的行为,启动节点之后就能够自动且快速的形成个单独的网络。在监测的过程当中很有可能会临时加人一些节点到网络当中,这是因为传感器节点比较容易失效以及为了增加监测的准确度,所以就有了在较差的环境中能够自行容错和配置的需求。
第二,巨大的规模:无线传感器网络会在监测区域范围内放置成千上万的传感器节点来取得来自物理世界的准确信息,该节点布置的规模巨大有两个意思,第一个是指传感器的节点在例如森林火灾等地理区域非常大的范围中,第二个是指节点布置的间障非常小,而且会有很多允余的节点。通过这样的布置方法可以得到更加准确的信息。
第三,有限的电源容量:传感器节点的电源容量不足是因为其电源是由电池供应的。并且因为其使用范围的特殊性导致了在应用的过程中无法更换电池或者进行充电,所以当电池耗电结束,该节点也就失去了效果即节点失效。所以设计传感器网络的原则就是节
能,通过这个方式来延长整个网络运行的时间。 2分布式小波数据压缩
由于电池能量、存储容量,通信宽带和处理能力等方面的限制导致了传感器节点资源的有限。使用单个节点将收集到信息独自传收移日期:2016-10-08
文章编号:1007-9416(2016)11-0108-0)
送到汇聚节点不是一个非常合适的方法,这是因为
第一,收集信息的效率降低:同一时间进行多个节点的信息传输会使数据链路程的调度难度上升,从而使通讯速度变慢,导致信息无法及时被收集
第二,能量以及通信宽带的浪费:为相邻节点传递的信息会存在允余性,所以单独将信息传送会产生通讯宽带的浪费,并且,会使能量耗损过多从面减少了网络的工作时间。
为了解决这两个问题,将压缩数据的技术应用在了传感器网络收集数据的过程当中。经过试验分析表明,通讯是系统中消耗能源最主要的原因,所以可以通过增加计算量的方式来减少通讯的数量。在之前的几年当中,有一部分文献已经进行了无线传感器网络
中分布式压缩算法的研究3。 3分布式数据库存储与查询
JamesNewsome等提出了算法GEM。该算法是在传感器网络当中设立一个标签图,同时使用效率较高的分布式嵌人到原始网络拓扑结构当中。在设置的标签图中,每一个节点都有一个标签值,这个节点在原始网络拓扑结构中的位置信息都被储存在这个标签值的缩码当中。于是,在网络中传播消息数据时,每一个节点只要知道和它相邻节点的标签值,就能够快速地寻找到正确的传输路径。 BorisJanBonfils等研究了传感器网络当中在聚合查询时查询操作符在节点当中最好的部署位置问题。由于这个原因,研究者给出二个自适应分布式的算法,经过遍历相邻节点能够改善操作符的位置,这样,在不同几何拓扑结构下就都能够得到几乎最好的位置,通过这个方式使能量的耗损降到最低。XinLi等进行了无线传感器网络当中多维区间查询间题的研究,他们给出了一种分布式索引方法,这种算法只和数据所在的地理位置有关,和数据的插人顺序没有关系。另外,SamuelMadden等给出了在无线传感器网络查询中应用通用的SQL语言的方式。这种方式能够查询任何类型的传感器数据,并且能够优化查询性能。
近年来,多个国家的工业界以及学术界已经越来越关注无线传感器的应用价值,可以说,该应用技术是当今世界上最有价值的技术之一,它能够改变人们今后生活的方式。无线传感器网络在近年来也被日益广泛地应用。现有很多研究都是研究如何降低其耗能情
况从而延长其使用的时间。参考文献
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作者简介:丁琴(1984一),女,汉族,江苏徐州人,讲师,硕士研究生,研究方向:信号与信息处理,无线通信网络, 108
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