高安平

【摘 要】現(xiàn)代社會是一個大信息量的網(wǎng)絡(luò)社會，無線傳感在這些年已經(jīng)得到了廣泛的支持和運用，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了通訊技術(shù)和計算機技術(shù)三者的有機統(tǒng)一，是現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)革命上的一次重大的進步，是值得被眾人所稱道的。它主要通過計算機基站中的節(jié)點相互之間傳輸數(shù)據(jù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的共享和傳播，但是每一個節(jié)點都是有它固定的能量的，一旦它的能量消耗盡了，它就會停止工作，造成計算機故障。本文主要是對類似這樣的問題做一個簡要的分析，并提出一些相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的措施建議，寄希望能對以后的研究有所幫助，能有一定的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】無線傳感；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；應(yīng)用研究

0 前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和經(jīng)濟的不斷進步，人們對于現(xiàn)代信息技術(shù)的運用已經(jīng)達到了家家戶戶的普及程度，無線的傳感技術(shù)在現(xiàn)今社會已經(jīng)有了很大的提升和改變，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是這些年來開始漸漸興起的一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)模式。國內(nèi)外學(xué)者在這個方面已經(jīng)做出了很大方面的研究，對今天我們使用無線傳感提供了大量的技術(shù)支撐，但是作為一項現(xiàn)在并不成熟的技術(shù)，它依然存在很多技術(shù)難題待解決，傳感器節(jié)點的消耗、熱點問題等都是現(xiàn)在一些急需解答的難題，越晚解決越浪費更多的網(wǎng)絡(luò)資源。

1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡要分析

1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的工作原理

在一個固定的單基站無線傳感器多跳網(wǎng)絡(luò)中，會有很多個傳感器節(jié)點，這些傳感器節(jié)點能夠?qū)崿F(xiàn)眾多的信息的傳遞和通信，每時每刻不停的傳播接收到的每一個數(shù)據(jù)點。但是，這樣傳輸數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點不是存在于每一個地方的，這需要一定技術(shù)支撐下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的覆蓋率，一般來說，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的覆蓋率越光，能夠傳輸?shù)墓?jié)點就越多，換一句話說就是，能夠在這個地方傳輸?shù)臄?shù)據(jù)就更多。這是需要很大的技術(shù)支撐，畢竟網(wǎng)絡(luò)的覆蓋很難依靠個人的力量來實現(xiàn)的。這其中有一種比較特殊的傳感器節(jié)點，就是那些靠近與基站的傳感器節(jié)點，因為他們有更加多的工作量，這樣就直接導(dǎo)致了他們需要消耗更加多的能量，這是由于它們不僅僅需要傳輸自己的數(shù)據(jù)，還要作為中繼節(jié)點來傳輸其他傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)。

1.2 現(xiàn)代生活中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運用

上文已經(jīng)有所提及，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)在生活中的應(yīng)用和普及?？傮w而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運用領(lǐng)域是比較廣泛的，軍事、航空、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域它都可以有所涉及，但是現(xiàn)階段運用地比較成熟的領(lǐng)域主要有：環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、軍事領(lǐng)域以及目標(biāo)跟蹤等小范圍的運用，進一步的普及和發(fā)展還有待技術(shù)的成熟和優(yōu)化。在環(huán)境方面，它可以以一個定點跟蹤動物，研究動物的遷徙或者其他動物學(xué)的各種研究；它可以對環(huán)境進行必要的監(jiān)測，對農(nóng)業(yè)的發(fā)展很大的作用；在醫(yī)療護理方面，主要是通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對人體各種活動的監(jiān)測和記錄，通過血壓、體溫等方面的觀察鑒定人體的健康狀況。

1.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點簡析

作為一項新興的科學(xué)技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)擁有很多現(xiàn)在計算機領(lǐng)域沒有的優(yōu)點。規(guī)模廣，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要是通過在監(jiān)測區(qū)域部署大量的傳感器節(jié)點來實現(xiàn)節(jié)點的大范圍覆蓋以達到信息提取的廣度和寬度的大范圍提升，可以達到成千上萬。這就是所謂的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模；自組織，這說的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)自動配置和管理，這是一種相當(dāng)智能化的工程設(shè)施，傳感器節(jié)點的位置和他們之間相鄰的位置是沒法預(yù)先估測的，是直接通過其自動的配置和管理的；可靠性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)各種各樣惡劣的環(huán)境，對于那些需要在惡劣環(huán)境中作業(yè)的項目來說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是拯救他們的福星；以數(shù)據(jù)為中心，這是指無線傳感器網(wǎng)絡(luò)一定需要進行一定的數(shù)據(jù)來作為其運行的基礎(chǔ)，目前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)能夠為其提供足量的數(shù)據(jù)庫，但是確實這是其一個很明顯需要依賴互聯(lián)網(wǎng)的地方。

2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的有關(guān)理論

2.1 移動基站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

移動基站無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要的方面就是對比現(xiàn)有的基站移動過程中事件驅(qū)動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)式算法，從而進行了新的事件驅(qū)動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)式算法，傳統(tǒng)的關(guān)于事件驅(qū)動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)式算法中的主要問題就是廣泛的研究了基站和節(jié)點之間的距離，但是并沒有其他方面的研究或者只是一筆帶過，但是筆者認為其他因素中依然還存在著影響事件驅(qū)動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)式算法，不可能僅僅是基站和節(jié)點之間的距離決定的。在研究中，筆者把移動協(xié)助數(shù)據(jù)收集模式（簡稱MADG）與傳統(tǒng)的算法相結(jié)合，構(gòu)成了一種新的事件驅(qū)動無線傳感器網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)式算法，經(jīng)過寬泛的和多次的實驗，我們得出這樣的結(jié)論：該算法能夠大幅度的增加網(wǎng)絡(luò)壽命，同時還可以做到減少丟包的作用。

2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的定位算法

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，定位技術(shù)是一項重要的支撐性技術(shù)，它能夠決定著整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行狀況。一般使用計算機技術(shù)進行定位求解，但是計算機技術(shù)的定位求解是各種各樣的，每一種技術(shù)都有它的優(yōu)缺點，不能逐一而論。本文所進行的研究是通過粒子群優(yōu)化定位算法來了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位。這是一種基于種群的啟發(fā)式智能進化計算技術(shù)，最開始的時候是用來研究鳥類的飛行和遷徙的，受這種思想的啟發(fā)，我們把種群理解成為粒子群，在這種群體智能模型建造中，能夠幫助我們更好的解釋這一項定位算法。為了更好地進行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的定位算發(fā)，本文引進了WSN定位的技術(shù)特征，對PSO算法（種群的啟發(fā)式智能進化計算技術(shù)算法）做出了科學(xué)合理的改進，在算法精度和性能之間進行了平衡。

2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的嵌入式操作系統(tǒng)的運用

嵌入式操作系統(tǒng)在現(xiàn)今的使用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，這各個領(lǐng)域皆有其身影的出現(xiàn)，它可以完成硬件，軟件的系統(tǒng)分配；對系統(tǒng)進行資源調(diào)度；控制，協(xié)調(diào)并發(fā)活動。嵌入式操作系統(tǒng)的核心就是嵌入式微處理器，它具有很強大的實時任務(wù)的支持操作，能夠?qū)崿F(xiàn)多個任務(wù)的同時操作，并且中間響應(yīng)的時間也控制的很短；另一個特點就是它的儲存保護功能，這也是一項嵌入式操作系統(tǒng)的強大之處，它能夠通過強大的儲存區(qū)保護實現(xiàn)軟件模板之間的正常運行；同時它還具有相對較小的功耗，這其實已經(jīng)很難得了，現(xiàn)在有的嵌入式操作系統(tǒng)的功耗甚至只有mW級或者μW級。不僅僅是在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面有用，在其他領(lǐng)域也有不可或缺的地位，例如在工業(yè)上的使用，能夠在電力系統(tǒng)，數(shù)控機床等方面實現(xiàn)人工智能控制；在交通管理上，它所具有的移動終端的定位能夠?qū)崿F(xiàn)良好的導(dǎo)航作用；另一個方面就是在家庭智能管理中，它能夠?qū)崿F(xiàn)遠程范圍內(nèi)的對家庭電力設(shè)施的控制和操作，這會大大的豐富人們的生活的趣味性和便捷性。對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的運用，主要體現(xiàn)在了擴展內(nèi)存和操作系統(tǒng)方面的，能夠?qū)崿F(xiàn)多種傳感器網(wǎng)絡(luò)同時運行并且中間切換所花費的時間很少，這對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理具有很大的幫助。

3 結(jié)語

總而言之，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是現(xiàn)階段在大量進行研究的范疇，眾多知識和技術(shù)精英在進行著緊鑼密鼓的實驗和操作，試圖在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中有一點小小的進步，目前已經(jīng)有了大量的文獻對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行了描述和解釋。本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工作原理進行了簡要的描述，現(xiàn)在眾多領(lǐng)域中的涉及狀況做了明顯的說明，以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的特點也有相關(guān)的描述。同時針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，以兩個層面的技術(shù)來進行了仔細的說明。

【參考文獻】

[1]石高濤，廖明宏.傳感器網(wǎng)絡(luò)中具有負載平衡的移動協(xié)助數(shù)據(jù)收集模式[J].軟件學(xué)報，2007（9）：2236-2242.

[2]王行甫，劉志強，黃秋原，等.WSN中一種改進的邊界盒定位算法[J].計算機工程，2011，37（20）：57-59.

[責(zé)任編輯：王偉平]