分布式网络传感器综述及其在无线局域网中应用的问题探讨

彭 芬

（武汉职业技术学院，武汉 430074）



分布式网络传感器综述及其在无线局域网中应用的问题探讨

彭 芬

（武汉职业技术学院，武汉 430074）

摘 要：随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器应运而生。由这些微型传感器构成的分布式无线传感器网络（Distributed Sensor Network，DSN）成为近年来一个重要的研究领域。文章介绍分布式网络传感器、无线局域网的发展历程，并分析其面临解决的一系列问题。

关键词：分布式 网络传感器 发射端 接收端

1 分布式网络传感器综述

1.1 网络传感器的发展历程

众所周知，传感器是一种将测量数据转换成可输出信号的装置。它由用于测量的敏感元件和用于数据转换的转换元件组成。而无线网络传感器则是一种嵌入式设备，既具有信息传输与控制功能，同时具备通信能力和计算能力。随着电子信息技术的不断发展，无线网络传感广泛应用在各个领域中。无线网络传感器和传统的传感器相比有更多优势。首先，传输效率更高，其次，无线网络传感器的抗干扰能力更强，能够及时发现系统运行过程中出现的错误并予以纠正。无线网络传感器采用先进的接口技术，赋予系统更多的灵活性和便捷性，使线路布置更加简单。无线网络传感器的出现打破了互联网数据无法实现无线传输的局面，使数据的无线远距离传输变成现实。如今，我国对无线网络传感器的研究仍然处于探索阶段。

1.2 智能传感器接口模块标准概述

智能传感器接口模块标准，也被称为IEEE 1451标准。在过去，传感器和互联网几乎是相互独立的。然而，如今网络技术不断进步，使得两者之间紧密相连。

众所周知，控制网络的构成有着千万种可能。不同的接口，不一样的结构，都会导致网络发生巨大变化。因此，负责数据传输的传感器在运行过程中应当遵从相关标准。遗憾的是，不少网络传感器的生产厂家同样无法确保产品能够符合网络线路布置的需求。一般来说，总线网络由于使用场合各不相同，所以它们的优劣势也会有所不同。不同的网络之间仍然无法实现互通和兼容，相互独立的局面使得用户在的使用十分不便。传感器接口标准只有通用化、科学化、合理化，才能够真正使其生产商和用户切切实实从中受益。无可否认，IEEE 1451标准的建立使得网络数据传输更加规范。

2 无线局域网的发展及分布式网络传感器的设计

2.1 无线局域网的发展

在没有WLAN网络之前，人们的通信不得不依靠一个复杂的通路。然而，随着技术的不断进步，人们发现原来的网络已经无法满足需求。为了进一步提升网络运行速度，提高办事效率，人们利用无线通信技术发明了新的无线局域网。从本质上来说，无线通信技术是一种利用电磁波实现信息空中传输功能的方式。无线通信技术的发展彻底改变了人们传统的生活方式。如今，无线技术已经成为我们生活中不可或缺的一种技术。随着技术的不断进步，无线通信技术不断发展，给用户带来便利，让数据传输不再受距离和速度的限制。

为了进一步提升网络运行速度，提高办事效率，人们利用无线通信技术发明了新的无线局域网。为了规范无线局域网的使用，国际上制定了一个大家所认可的标准，并将其命名为IEEE802.11x。在标准刚建立之初，其作用仅仅局限于信息的获取，速度相对较慢。于是，随着互联网技术的不断发展与进步，新的标准应运而生。

2.2 分布式网络传感器的设计

无线网络传感器一般由敏感元件和转换元件构成，能够根据规律将接收的信号转换成所需的输出信号。如今，无线网络传感器在我国的工业行业中应用较为广泛。工业往往对传感器的要求更加严格，虽然数据传输的数量并不算很大，但是无线网络传感器需要在较为复杂的环境下工作。这就要求网络传感器应当具备体积较小、运行稳定、安装方便等特点。

分布式网络传感器和传统的网络传感器有着不同之处。它采用了先进的无线射频芯片技术，能够实现数据的传输和管理。该分布式网络传感器能够采集数据，储存数据，编排数据，传输数据，并且通过设定密码对数据进行保护。单片机是一个具备多种功能的微型计算机系统，能够将一个计算机系统中的数据集成到一个芯片上。目前，它在电器设备、仪表、工程中应用广泛。单片机可以大致划分为三种类型，分别是通用型、总线型以及控制型。通用型的单片机较为常见，它不是针对某个产品或者某个领域设计，具有通用性。本文所研究的传输设备所使用的单片机是通用型的单片机。

3 实际应用中亟待解决的问题

大量实验结果和统计数据表明，随着通信技术的不断发展，分布式网络传感器在无线局域网中的应用

中亟待解决的问题主要包括以下几个大类。

（1）通信协议，主要包括物理层通信协议、数据链路层协议、网络层协议以及传输层协议等，且每种协议内部又包括多个要素。这些协议问题能否顺利解决，是实现该技术实际应用的基础。

（2）网络管理，主要包括在不损失网络性能的基础上如何控制能量消耗以及无线传感网络的安全问题。这是该技术应用和发展的保障。

（3）应用层支撑技术。由于该技术主要针对网络应用，所以对同步性要求极高，要求必须与网络时间同步。此外，该技术对定位的精度要求较高，因为只有高精度定位，才能以最少的硬件资源、最低的成本以及最低的能耗定位相应节点。

（4）对配套硬件的要求。由于该技术绝大多数时候应用于特定技术，因此在保证精度的前提下，要求配套硬件尽可能微型化。

除上述原因外，由于可持续发展的要求，对该技术的绿色能源来源也提出了一系列要求。从上述角度上说，无线传感器的应用系统发展前景巨大，但在目前技术水平上可能会受到一系列制约，只有全面解决这些技术问题，才可以实现进一步的推广。

参考文献

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［4］刘雅举，蔡振江，张莉.基于射频芯片的ZigBee无线传感器网络节点的设计［J］.微计算机信息，2007，（22）：167-168.

Research on Distributed Network Sensor and Its Application in Wireless Local Area Network Problems

PENG Fen
（Wuhan Polytechnic， Wuhan 430074）

Abstract:With the rapid developm ent of communication technology， embedded computing technology and sensor technology，micro sensors with s ensing capability， com puting power and communication ability have emerged as the times require. Sensor Network Distributed （DSN） has become an important research field in recent years by the dis tributed wireless sensor networks （WSN） composed of these micro sensors. This paper introduced the development process of distributed sensor network， wireless local area network， and analyzes its face a series of problem solving.

Key words:distributed， network sensor， transmitter， receiver