无线传感器网络优化的应用与研究

高安平

【摘 要】现代社会是一个大信息量的网络社会，无线传感在这些年已经得到了广泛的支持和运用，无线传感器网络实现了通讯技术和计算机技术三者的有机统一，是现代信息科学技术革命上的一次重大的进步，是值得被众人所称道的。它主要通过计算机基站中的节点相互之间传输数据来实现数据之间的共享和传播，但是每一个节点都是有它固定的能量的，一旦它的能量消耗尽了，它就会停止工作，造成计算机故障。本文主要是对类似这样的问题做一个简要的分析，并提出一些相应的无线传感器网络优化的措施建议，寄希望能对以后的研究有所帮助，能有一定的现实意义。

【关键词】无线传感；网络优化；应用研究

0 前言

随着现代科学技术的不断发展和经济的不断进步，人们对于现代信息技术的运用已经达到了家家户户的普及程度，无线的传感技术在现今社会已经有了很大的提升和改变，无线传感网络技术是这些年来开始渐渐兴起的一种新型的网络技术模式。国内外学者在这个方面已经做出了很大方面的研究，对今天我们使用无线传感提供了大量的技术支撑，但是作为一项现在并不成熟的技术，它依然存在很多技术难题待解决，传感器节点的消耗、热点问题等都是现在一些急需解答的难题，越晚解决越浪费更多的网络资源。

1 无线传感器网络简要分析

1.1 无线传感器网络节点的工作原理

在一个固定的单基站无线传感器多跳网络中，会有很多个传感器节点，这些传感器节点能够实现众多的信息的传递和通信，每时每刻不停的传播接收到的每一个数据点。但是，这样传输数据的传感器节点不是存在于每一个地方的，这需要一定技术支撑下网络节点的覆盖率，一般来说，网络节点的覆盖率越光，能够传输的节点就越多，换一句话说就是，能够在这个地方传输的数据就更多。这是需要很大的技术支撑，毕竟网络的覆盖很难依靠个人的力量来实现的。这其中有一种比较特殊的传感器节点，就是那些靠近与基站的传感器节点，因为他们有更加多的工作量，这样就直接导致了他们需要消耗更加多的能量，这是由于它们不仅仅需要传输自己的数据，还要作为中继节点来传输其他传感器节点的数据。

1.2 现代生活中的无线传感器网络的运用

上文已经有所提及，无线传感器网络在现在生活中的应用和普及。总体而言，无线传感器网络的运用领域是比较广泛的，军事、航空、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域它都可以有所涉及，但是现阶段运用地比较成熟的领域主要有：环境监测、医疗护理、军事领域以及目标跟踪等小范围的运用，进一步的普及和发展还有待技术的成熟和优化。在环境方面，它可以以一个定点跟踪动物，研究动物的迁徙或者其他动物学的各种研究；它可以对环境进行必要的监测，对农业的发展很大的作用；在医疗护理方面，主要是通过无线传感器网络实现对人体各种活动的监测和记录，通过血压、体温等方面的观察鉴定人体的健康状况。

1.3 无线传感网络的优点简析

作为一项新兴的科学技术，无线传感器网络拥有很多现在计算机领域没有的优点。规模广，无线传感器网络主要是通过在监测区域部署大量的传感器节点来实现节点的大范围覆盖以达到信息提取的广度和宽度的大范围提升，可以达到成千上万。这就是所谓的无线传感器网络的大规模；自组织，这说的是无线传感器网络能够实现自动配置和管理，这是一种相当智能化的工程设施，传感器节点的位置和他们之间相邻的位置是没法预先估测的，是直接通过其自动的配置和管理的；可靠性，无线传感器网络能够适应各种各样恶劣的环境，对于那些需要在恶劣环境中作业的项目来说，无线传感器网络就是拯救他们的福星；以数据为中心，这是指无线传感器网络一定需要进行一定的数据来作为其运行的基础，目前互联网技术已经能够为其提供足量的数据库，但是确实这是其一个很明显需要依赖互联网的地方。

2 无线传感器网络优化的有关理论

2.1 移动基站无线传感器网络优化研究

移动基站无线传感器的网络优化主要的方面就是对比现有的基站移动过程中事件驱动无线传感器网络启发式算法，从而进行了新的事件驱动无线传感器网络启发式算法，传统的关于事件驱动无线传感器网络启发式算法中的主要问题就是广泛的研究了基站和节点之间的距离，但是并没有其他方面的研究或者只是一笔带过，但是笔者认为其他因素中依然还存在着影响事件驱动无线传感器网络启发式算法，不可能仅仅是基站和节点之间的距离决定的。在研究中，笔者把移动协助数据收集模式（简称MADG）与传统的算法相结合，构成了一种新的事件驱动无线传感器网络启发式算法，经过宽泛的和多次的实验，我们得出这样的结论：该算法能够大幅度的增加网络寿命，同时还可以做到减少丢包的作用。

2.2 无线传感器网络优化的定位算法

在无线传感器网络中，定位技术是一项重要的支撑性技术，它能够决定着整个网络系统的运行状况。一般使用计算机技术进行定位求解，但是计算机技术的定位求解是各种各样的，每一种技术都有它的优缺点，不能逐一而论。本文所进行的研究是通过粒子群优化定位算法来了解无线传感器网络的定位。这是一种基于种群的启发式智能进化计算技术，最开始的时候是用来研究鸟类的飞行和迁徙的，受这种思想的启发，我们把种群理解成为粒子群，在这种群体智能模型建造中，能够帮助我们更好的解释这一项定位算法。为了更好地进行无线传感器网络优化的定位算发，本文引进了WSN定位的技术特征，对PSO算法（种群的启发式智能进化计算技术算法）做出了科学合理的改进，在算法精度和性能之间进行了平衡。

2.3 无线传感器网络的嵌入式操作系统的运用

嵌入式操作系统在现今的使用已经相当广泛，这各个领域皆有其身影的出现，它可以完成硬件，软件的系统分配；对系统进行资源调度；控制，协调并发活动。嵌入式操作系统的核心就是嵌入式微处理器，它具有很强大的实时任务的支持操作，能够实现多个任务的同时操作，并且中间响应的时间也控制的很短；另一个特点就是它的储存保护功能，这也是一项嵌入式操作系统的强大之处，它能够通过强大的储存区保护实现软件模板之间的正常运行；同时它还具有相对较小的功耗，这其实已经很难得了，现在有的嵌入式操作系统的功耗甚至只有mW级或者μW级。不仅仅是在无线传感器网络方面有用，在其他领域也有不可或缺的地位，例如在工业上的使用，能够在电力系统，数控机床等方面实现人工智能控制；在交通管理上，它所具有的移动终端的定位能够实现良好的导航作用；另一个方面就是在家庭智能管理中，它能够实现远程范围内的对家庭电力设施的控制和操作，这会大大的丰富人们的生活的趣味性和便捷性。对于无线传感器网络的运用，主要体现在了扩展内存和操作系统方面的，能够实现多种传感器网络同时运行并且中间切换所花费的时间很少，这对于无线传感器网络管理具有很大的帮助。

3 结语

总而言之，无线传感器网络优化是现阶段在大量进行研究的范畴，众多知识和技术精英在进行着紧锣密鼓的实验和操作，试图在无线传感器网络优化中有一点小小的进步，目前已经有了大量的文献对无线传感器网络进行了描述和解释。本文对无线传感器网络的工作原理进行了简要的描述，现在众多领域中的涉及状况做了明显的说明，以及无线传感器网络所具有的特点也有相关的描述。同时针对无线传感器网络的优化，以两个层面的技术来进行了仔细的说明。

【参考文献】

[1]石高涛，廖明宏.传感器网络中具有负载平衡的移动协助数据收集模式[J].软件学报，2007（9）：2236-2242.

[2]王行甫，刘志强，黄秋原，等.WSN中一种改进的边界盒定位算法[J].计算机工程，2011，37（20）：57-59.

[责任编辑：王伟平]