摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景良好，但在技術(shù)控制方面部分技術(shù)仍不成熟，需要在現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方面做好革新與優(yōu)化，從而充分發(fā)揮無限傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用效益。本文將依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特點，對其技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行分析，以此為未來階段無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更為合理的運用于物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)提供部分理論性參考建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；技術(shù)；無線傳感器；網(wǎng)絡(luò)

引言

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)條件下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，成為未來階段網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建的主要方向。為更好的適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展環(huán)境，做好無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用探究勢在必行，是解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用實際問題及提高技術(shù)運用影響力的有效途徑。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用內(nèi)容

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用主要基于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系開發(fā)，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接特點，對不同層級的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進(jìn)行優(yōu)化，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)應(yīng)用。早期階段的物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)與互聯(lián)網(wǎng)相同，均基于電信號傳輸，信號傳導(dǎo)速度慢，且傳導(dǎo)數(shù)據(jù)丟失情況嚴(yán)重，數(shù)據(jù)傳導(dǎo)延遲較高，難以充分的發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高效化應(yīng)用的特點。而無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，則打破電信號傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)信號傳播格局，從被動化網(wǎng)絡(luò)信息傳輸向主動性網(wǎng)絡(luò)信息管理買進(jìn)，通過對各領(lǐng)域的無線網(wǎng)絡(luò)信息鏈接，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)信息體系下的數(shù)據(jù)資源共享應(yīng)用，因此稱之為共享經(jīng)濟(jì)，通過共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與推動，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系逐步完善，使物聯(lián)網(wǎng)成為連接體系信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點

（一）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用傳感器模擬構(gòu)架，通過模擬感知實現(xiàn)對各區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的控制，并將相關(guān)的節(jié)點單元內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)信息的管理。單一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法組成完善的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要多端口連接實現(xiàn)單元節(jié)點的數(shù)據(jù)互通，利用數(shù)據(jù)互通有事，對各傳感器單元發(fā)出指令，并由傳感器對數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行控制。如對環(huán)境溫度、光度計環(huán)境濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)的控制，使各系統(tǒng)單元能夠按照傳感器指令執(zhí)行使用者操作，繼而有效解決傳統(tǒng)電信號傳輸網(wǎng)絡(luò)信號延遲及速度過慢問題。

（二）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點

（1）有限的硬件資源

物聯(lián)網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用要求實現(xiàn)全范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋，且由于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離有限，所以為保障無線傳感器傳輸質(zhì)量，需要設(shè)置多個無線網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點，各節(jié)點內(nèi)要設(shè)置相關(guān)的信號發(fā)出及接收傳感設(shè)備，同時無線傳感網(wǎng)絡(luò)計算能力相對于普通計算機(jī)水平較低，在空間存儲方面雖然有明顯優(yōu)勢，但存儲硬件設(shè)備價格較高，難以充分的保障使用經(jīng)濟(jì)性，所以綜合以上問題，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用成本相對較高。

（2）有限的電源容量

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的首要影響要素即是使用便捷性及實用性，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，需要盡可能的對體積進(jìn)行優(yōu)化，大部分無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備較小，雖然方便使用，但電容量較低，難以在高頻次的環(huán)境下使用，且使用時間周期較短，電池主要以內(nèi)置電池為主，無法自主拆裝，通常充電使用1000次左右，電池使用容量明顯下降，所以電力不足問題在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用方面較為常見。

（3）自組織的網(wǎng)絡(luò)形式

傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)主要采用集成化控制網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獨立空間較小，且不具備良好的獨立數(shù)據(jù)處理能力。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)則可獨立于各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點直接，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及算法設(shè)置相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)容，可有效的避免外界因素的干擾，建立獨立的空間網(wǎng)絡(luò)體系進(jìn)行數(shù)據(jù)計算。

（4）多跳路由

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用雖然采用無線信號傳輸，但其弊病在于無線信號傳輸距離較短，在小范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效果良好，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率及質(zhì)量始終保持在較高階段，但一旦需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的及多節(jié)點信息傳輸，既需要通過路由器設(shè)備作為信號傳輸導(dǎo)體，繼而需要在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計階段具備信息發(fā)送及信息整合處理等多種功能，以便適應(yīng)多種環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用。

（5）動態(tài)拓?fù)?/p>

傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用基于物聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計，隨著環(huán)境的變化及使用強(qiáng)度的增加，部分節(jié)點在使用過程中必然會產(chǎn)生一定的節(jié)點失效及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點檢測區(qū)域變化，需要將新的節(jié)點進(jìn)行添加方能夠有效的解決失效問題，而傳統(tǒng)的添加模式主要采用人工干預(yù)手動添加，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則可主動的進(jìn)行動態(tài)拓?fù)涔δ艿闹匦聵?gòu)建，使其更符合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使用需求。

（6）節(jié)點眾多，分布密集

區(qū)域網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測通常采用多節(jié)點控制，傳統(tǒng)節(jié)點設(shè)置由于對使用功能性要求較高，所以在階段設(shè)計方面相對單一，節(jié)點設(shè)置并不密集。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)則需要通過構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模板，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容錯性及抗毀性問題的解決，因此在節(jié)點的布置方面相對較為密集。

三、物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究

（一）異構(gòu)傳感器網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)階段的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展門檻相對較低，技術(shù)運用兼容性較高，在現(xiàn)有的市場環(huán)境下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在為企業(yè)及個人提供實際幫助的同時，也產(chǎn)生一系列的實際問題，尤其是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境擁堵及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議制定問題尤為嚴(yán)重，高效性的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點雖能實現(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境覆蓋，但由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不完善，在網(wǎng)絡(luò)使用管理方面較為混亂，低性能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點與高性能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間，未能形成良好的區(qū)域劃分，導(dǎo)致無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用穩(wěn)定性始終令人堪憂。例如在高性能的Xscale系統(tǒng)節(jié)點使用方面，采用的802.11協(xié)議內(nèi)容對提高網(wǎng)絡(luò)使用性能的確有一定的幫助，但同時處于該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議下的網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)用路徑則較為擁堵，企業(yè)及個人均在該協(xié)議管理限制下使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，繼而造成互相干擾，促使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用效益大打折扣。

（二）定位問題

近年來的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的愈發(fā)廣泛，使其成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理體系的重要組成部分，但由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信號傳輸及運行模式特殊性，網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)架實際上存在著一定的市場定位問題。首先就成本而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并不占優(yōu)，其次要使用效益方面，也僅局限于小范圍的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)置，第三在技術(shù)應(yīng)用發(fā)展方面，雖然無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是未來網(wǎng)絡(luò)體系的發(fā)展趨勢，但硬件系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)不完善問題，始終是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的實際局限。

（三）網(wǎng)絡(luò)安全問題

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計雖然集成傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的多種優(yōu)勢，同時也延續(xù)了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建的部分問題，其中網(wǎng)絡(luò)安全問題便是現(xiàn)代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展應(yīng)用面臨的主要問題之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)端口構(gòu)建主要采用開源化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 操作環(huán)境內(nèi)部集成多種網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，在保障無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多種功能均可有效應(yīng)用的實際環(huán)境下，必然要去除一定的網(wǎng)絡(luò)管理束縛，恰恰如此無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問題隨之產(chǎn)生，網(wǎng)絡(luò)安全成為提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用效益的犧牲品，各節(jié)點及傳播介質(zhì)之間，并未建立完善的數(shù)據(jù)安全控制管理體系，相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全管理模塊較為獨立，難以在大范圍內(nèi)發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)安全效用。因此未來階段的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，需要重點將網(wǎng)絡(luò)安全問題予以解決，從而實現(xiàn)安全化及科學(xué)化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運用對提高物聯(lián)網(wǎng)使用便捷性及可操控行等均有一定的推動作用，其獨特的信號傳輸及處理模式，使其成為未來階段網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的核心內(nèi)容，但由于受到基礎(chǔ)技術(shù)限制，無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運用仍存在部分實際性問題，需要在未來階段的技術(shù)發(fā)展應(yīng)用階段做好技術(shù)創(chuàng)新及技術(shù)改進(jìn)，從而使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境體系發(fā)展需求。

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作者簡介：

柴韜（1983.03），男，江蘇徐州人，本科，中級，在霍尼韋爾（中國）有限公司從事低功耗設(shè)計、嵌入式設(shè)計，嵌入式或者射頻方向工作