无线传感器网络通信体系研究

李世全

摘 要：现代化的生活方式改变了人们的思维方式，而通信技术的不断进步促进了人与人之间的交流，也加快了我国电商事业的发展。例如阿里巴巴的创建改变了人们的购物习惯，微信的普及改变了人与人之间的交流习惯。微商等运营产业也随之产生，也带动了我国经济的进步，对促进我国经济实力的增长起到了积极地作用。

关键词：无线传感器；网络；通信技术

线传感器网络是由大量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网络系统，是能根据环境自主完成指定任务的智能系统，是一项涉及多门前沿学科发展的综合性技术。MEMS 将多种传感器集成为一体，制造小型化、低成本、多功能的传感器节点；大量的MEMS 传感器节点只有通过低功耗的无线通信技术联成网络才能够发挥其整体和综合作用；具有群体智能的自主自治系统的行为实现和控制是自动控制和人工智能领域的前沿研究内容。

1 无线传感器网络的组成结构

无线传感器网络通信体系与互联网体系相比，具有许多新的特性和需求。这些新的特性和需求表现在网络协议栈上，就是与以太网协议栈的不同。总体来说，WSN 协议栈具有五层协议，即应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。此外，WSN 协议栈还具有许多特殊的管理器，比如拓扑管理器、任务管理器和能量管理器。正是有了这些管理器，传感器节点才能够高效地互相协调完成工作。

2 无线传感通信技术中的MAC 协议

由于自组织网络中移动蜂窝数据不能被很好的利用，基于用户网络使用的覆盖情况，MAC 协议就被广泛地应用到了无线传感通信系统中。

MAC 协议就是媒体访问控制协议，它的最重要的功能是能够确定网络中的某个站点占有信道，确定信道的分配情况，对于共享信道，NAC 协议通常采用一种竞争的方式来选择占用信道，它决定了节点什么时候允许发送分组，而且通常控制对物理层的所有访问。

在MAC 协议中，节点所承担的信息进行输送过程中，当脱离了这个节点的信息之后，节点会自动脱离自己的所属轨道，转移到其他的输送线路中，这样就能减轻无线传感的通信压力，从而完成信息的交互，MAC 协议在一定程度上来说是不同步的，它根据信息先后的发送时间抢占信息输送节点，一个节点的任务完成之后接着完成输送另一个信息的任务，从上到下依次完成，每个节点的分布时间点是不相同的并且没有规律可循，这在一定程度上降低了节点之间的竞争问题。目前我国的无线传感通信技术不光单单采用MAC 通信技术，而且使用了SSHC 协议来对信息的传递进行控制，SSHC协议能够使大部分的节点分布在同一个信道中，解决的无线传感器节点资源不足的问题，但是在信道序列发生错乱时，SSHC 协议也会随之发生紊乱，导致节点通论不公平现象发生，影响无线传感通信工作的正常进行。

3 无线传感器网络的应用

1、在军事应用中，无线传感网络通信技术发挥了很大的作用，包括各个军事基地的军情汇报，战场伤亡情况汇报指挥，无线传感具有隐蔽性高、传输速度快，保密性强等优点，非常适合战地指挥作战，通过无线传感网络多信道通信技术能够及时地将战场上的情况发送到指挥台，指挥中心及时调整作战方案发送到战场中，能够增加作战胜率，减轻战场人员伤亡情况，有效地保证了国家的生命财产安全。

2、工业检测中的应用。在国际化的市场发展趋势之下，各类工业单位的竞争也是相当激烈，许多厂商将营销手段从实体销售转变为电商销售，这就用到了无线传感通信技术，在虚拟网络中通过购买者与客服人员之间的沟通交流订单购买，这种新型的销售方式给我国的经济发展注入了新的活力。随着现在工业生产范围的加大，无线传感技术在工业质量检测中也发挥了不可小觑的作用，针对某些工业生产产品不达标的情况，无线传感技术能够在第一时间检测出来，不让这些未达标的产品流入市场，保证了我国消费者的正常权益。同时无线传感技术还能对工厂环境进行实时检测，一旦出现工厂污染指标超过了国家的规定标准，无线传感器就会发出警报，这也响应了我国保护环境的国策。无线传感通信技术在工业检测中渗透到了每一个环节，工厂中的每一个大型的项目的研发与实施都离不开无线传感技术，每一台机器的正常运行，都需要进行各种精确的计算，而这种参数的计算都是非常复杂的，单单靠人工是不能解决的，所以要依靠无线传感技术，它能够将节点中的能量、存储、验算等数据进行精准的分析，针对每个节点之间的数据情况及时调整优化，以保证企业的最大利益，尤其是近年来的局域网、广域网加入到工业检测中，无线传感技术就變得尤为重要，而无线传感技术在工业中应用的主要挑战就是大量电力的使用以及资源的有限性使得无线传感技术不能够被应用到所有的工业生产中，在以后的工业研发中，不单单要针对电量的使用情况研发低损耗的用电电池，还要大力发展可再生能源在工业中的应用，保证无线传感技术不会随着资源的消耗殆尽而消失。

3、智能家居。在智能家居的应用主要表现在两个方面。第一就是体现在古建筑物的保护上。无线传感器网络通信能够将采集湿度、压力、温度和光照等传感器节点，分布到古建筑物中去，进而能够对古建筑物的各项指标性能进行分析，帮助工作人员采取相应的措施。第二就是在居家生活等方面。无线传感器网络通信可以在家居或者家电里加入传感器节点，通过互联网和无线网络连接，使人们的生活更加舒适和智能。

无线网络传感多信道通信技术在我国的各方面的应用中都发挥了积极地作用，但是随之而来也带来了某方面的负面影响，只有在以后的发展中不断地优化无线传感技术，使之朝着节能化、高效化、环保化的方向发展，无线网络传感多信道通信技术才能够得到稳健的发展。

参考文献

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