无线传感器网络和网格结合关键问题研究

迈肯思工控
发布时间:2019-11-27

微电子学、嵌入式系统等技术的进步推动着无线传感器网络技术的快速发展。无线传感器网络现在已应用于环境和生物监测、工业监控、军事安全监测等多个领域。通过监测区域中布置的大量传感器节点,可以精密测量物理世界,提高应用所需真实世界数据的数量和质量,降低监控成本。无线传感器网络已经成为一个新的计算平台,可以无缝衔接数字世界和物理世界;它由一系列的传感器节点构成,每个节点都具有环境感知、数据处理和无线通信能力。传感器节点具有电池供电、计算存储能力有限、通信带宽低的特点,这使其在处理和利用所得数据时受到了限制[1]。

现在,具有高速计算能力、巨量存储能力和高速通信带宽特点的网格技术已经成为在动态虚拟社区中解决大规模分布式、异构资源共享的一个标准方式。

将无线传感器网络和网格结合起来可以有效弥补无线传感器网络的不足,并且有以下一些优势:

(1)无线传感器网络感知到的大量数据可以利用网格处理。
网格拥有的计算资源和存储资源可以对无线传感器网络收集到的大量数据进行处理、分析和存储。

(2)一个无线传感器网络所得的数据可以同时被多个网格应用使用。
同一个无线传感器网络所得数据可以通过网格平台同时被多个应用程序使用,传感数据使用更加方便,数据使用率同时提高。

(3) 利用网格可以得到无线传感器网络数据的新知识。
在网格中可以利用数据挖掘、数据融合、分布式数据库等技术对其数据进行处理,获得传感数据的新知识。

1.相关工作
HourGlass[2]是一个网格和无线传感器网络的结合方案。HourGlass主要由三个部分构成:数据收集网络(DCN),传感器接入点(SEP),应用程序接入点(AEP)。DCN由一个互联网互联的系统构成,它能够发现、过滤、查询多个无线传感器网络。SEP能够将应用程序的数据需求映射成底层的无线传感器网络上的操作,或者把无线传感器网络上的数据路由到数据收集网络(DCN)。 AEP是应用程序连接到DCN的连接系统,它将应用程序的请求映射到基于DCN的服务上来处理。

SensorGrid[3][4]是将无线传感器网络和网格结合在一起构成的复合系统。 SensorGrid采用分布式网络结构,由传感节点、中间层和决策制定层构成。系统主要考虑了分布式数据融合、分布式处理、网络协同等问题,可以进行数据融合、事务监测和分类、分布式决策制定等工作。

2.无线传感器网络和网格结合关键问题

无线传感器网络和网格是两个差异性很大的网络,两者在物理层、通信协议、应用协议等各方面都不同。无线传感器网络和网格在结合过程中遇到的网络连接、扩展性、任务调度等问题需要利用本文提出的结合框架来解决。

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