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无线传感网络的研究综述与发展前景(2)

时间:2013-12-21 11:49 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:欧书琴 陈军 点击次数:


  2.2数据链路层
  链路层位于物理层和网络层之间,该层主要是实现介质访问控制和差错控制。
  介质访问控制(MAC)是解决信道的使用中谁可以使用的问题。无线传感网络中的MAC协议不仅要考虑能量使用的问题还要兼顾通信延时等问题。目前在此领域中主要是有基于竞争的MAC协议和基于调度的MAC协议。
  差错控制首先要具备发现错误的能力,其次利用某种纠错技术将差错控制在允许的范围内,这就是差错控制的过程。差错控制的方法有很多,在无线传感网络中主要使用自动重发和前向纠错等技术。自动重发是接受方根据检错码对信息进行校验,如发现错误就发回一个重传请求,当发送方收到重传请求后,重新发送数据。前向纠错也称FEC,是提高数据可信度的一种方法。在单向数据通信中,在数据中加入额外的信息,然后将他们一起传送来进行错误恢复,接受端可以根据这些冗余信息对错误的数据进行纠正。
  2.3网络层
  网络层位于传输层和数据链路层之间,它在数据链路层提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送基础上,管理传输中的数据通信。网络层主要是功能有数据分组和路由选择,在传感网络中路由选择和维护是至关重要的。
  无线传感网络中的路由协议有两类,平面路由协议和分层路由协议。采用平面路由协议时,每个节点都是平等的,没有中心一说,使用洪泛协议和定向扩散协议来完成数据的中继。分层路由协议是将节点分成不同的簇,每个簇中有簇头和成员,其典型协议有LEACH协议和PEGASIS协议,两者都是有自己的簇,区别在于对能量的分配方式上有所不同,也可以说PEGASIS协议是在LEACH协议的基础上改进的。
  3无线传感网络的应用领域
  3.1军事领域
  在现代化的战争中,战场信息的实时性能很大程度上影响战争的胜负。无线传感网络的主要特点是无中心和自组织性,若无线传感网络中的某个节点受到攻击而被损坏,也不会因此造成整个系统的崩溃。因此,无线传感网能很好地适应险恶的战争环境。
  3.2医疗领域
  无线传感网络在检测人体健康状况、生理数据及远程医疗等方面得到了广泛的应用。如在病人身上安置血压、温度等测量传感器,以方便医生实时并远程了解病人的情况。
  3.3环境监控领域
  环境污染的问题越来越严重,为了防止环境的恶化,需要加强这方面的关注。当无人值守时,也能够进行长期工作,在长期观察环境变化方面也起到非常重要的作用。除此之外,传感网络为野外数据的采集提供了便利,如跟踪候鸟、昆虫的迁徙等。
  3.4农业领域
  可用于检测农作物灌溉情况、家禽的环境状况检测等。在精细农业中,监测农作物中的害虫及土壤的施肥情况等。在待测区域,可以安装不同功能的传感器并且组成网络,长时间大面积地监测温度、湿度、降雨量等,从而进行科学的分析和预测,帮助农民提高农作物的产量。
  3.5工业领域
  在工业领域,有毒物质、易燃、易爆物的监测成本很高,针对这种情况,无线传感网络解决了这一难题,并且提高了精度和速度。
  家居方面,实现了家庭生活的自动化与智能化,为居住者提供了更多的便利。建筑领域,通过无线传感网,使得安装了无线传感网络的智能建筑自动告知管理部门它们的状态信息,从而使得管理部门按照优先级进行定期的维修工作。
  4总结
  无线传感网络是一门融合了传统学科与新兴学科的交叉性学科。由于无线传感网络具有独特性,并且资源配置方面及硬件投入使得无法使用成熟的通用协议,所以目前无线传感网络还是主要研究路由协议和MAC协议等。
  无线传感网络在信息科学发展方向上发展迅速,其发展前景与人们的生活方式密切相关,故在各个领域都有深远的影响。
  参考文献:
  [1]罗剑.高职院校《无线传感网应用于实践》课程建设的探索[J].科技信息,2012(12).
  [2]唐骏一.无线传感网络的研究内容综述[J].中小企业管理与科技:下旬刊,2013(2).
  [3]万润泽,王海军,张兴艳.无线传感器网络安全问题研究[J].湖北第二师范学院学报,2013,30(2).
  [4]王卫平.浅谈无线传感网络的研究现状与发展趋势[J].科技世界,2012(10).

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