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智能快递柜系统—其它传感网技术

来源:本站  发布时间:2018-03-27   点击量:

智能快递柜系统—其它传感网技术

传感网的应用还需要其它一些技术的支持,包括拓扑控制、时间同步、节点定位、网络安全、服务质量管理、数据管理等。这些技术的实现散布于上面所介绍的技术层次中,比如服务质量管理可以在节点操作系统中实现,也可以在中间件中实现。

1.拓扑控制

拓扑控制是在满足网络覆盖度和连通度的前提下,通过功率控制或层次拓扑控制,最小化网络的能量消耗。层次拓扑控制是根据一定机制选择某些节点作为骨干节点,打开其通信模块,关闭非骨干节点的通信模块,构建一个满足覆盖度的连通网络,这样既保证了原有覆盖范围内的数据通信,也在很大程度上节省了节点能量。在层次拓扑控制方面,目前已经提出了成簇算法、虚拟地理网格分簇算法以及自组织成簇算法等。拓扑控制技术需要以实际应用为背景,采用多种机制,强调网络拓扑控制的自适应和鲁棒性,在保证网络连通性和覆盖度的前提下提高网络通信效率,最大限度地节省能量,延长网络的生存期。

2.时间同步

WSN 中,每个节点都有自己的时钟,由于不同节点的晶体振荡器频率存在误差以及环境干扰,即使在某个时刻所有节点都达到了时间同步,它们的时间也会逐渐出现偏差。WSN 的协同工作特点需要各传感器节点的时间同步,所以,时间同步机制是WSN 的关键机制,可以根据实际应用条件采用不同的时间同步技术:网络节点通过网络物理层定期向J相邻节点广播时间信号,接受方把信息的到达时间作为参照点来比较它们的时钟,实现时钟同步。或者在通常情况下不进行时间同步,仅当检测到事件发生时使用上面的方法进行时间同步。建立一个获取外界时间的节点,该节点可以装配如CIP接收机那样的复杂硬件,作为整个网络的时钟源,称为根节点。首先把所有网络节点分成层次级别,然后逐级进行时间同步,每个节点与上一级的一个节点进行同步最终所有节点与根节点同步。总之,时间同步要考虑同步精度与能量有效性之间的平衡、局部同步和全网同步之间关系、抗外来侵扰的同步机制、同步机制的性能估计、安全时间同步机制等问题。

3.节点定位

WSN 系统中,位置信息至关重要,没有位置信息的数据儿乎没有意义。目前人们提出了两类传感器节点定位方法: 基于测量距离的定位方法,与测量距离无关的定位方法。基于距离的定位方法首先使用测距技术测量相邻节点间的实际距离或方位,然后使用三角计算、三边计算、多边计算、模式识别、极犬似然估计等方法进行定位。传感器节点定位中使用的测距技术主要有如下几种: 测量无线信号的到达时间、测量无线电信号强度、测量普通声波与无线电到达的时间差、测量无线信号到达角度等。与测量无关的方法针对一组节点,首先计算出一个参考位置,然后根据特定方法估算其它节点的位置。基于测量距离的定位方法需要附加的硬件设备,与测量距离无关的定位方法精度低。定位方法还要考虑定位精度评估、信标节点自身位置误差对定位精度的影响、测最距离的误差对定位精度的影响、网络拓扑结构对定位的影响等问题。

4.网络安全

WSN 关注的网络安全问题与传统安全问题类似,主要集中在密钥管理、身份认证和数据加密方法、攻击检测与抵御、安全路协议和隐私问题。由于物联阿在因此无线网络的安全问题,是物联网安全无线网络占了较大比重,数据传输方面将在后面内容中重点介绍。的重要方面,

S.服务质量(QoS) 管理

WSN 的服务质量是其可用性的关键。可以在中间件中利用节点的冗余保障网络操作的容性,并能够以较低的开销为应用提供实时性服务。也可以在路由协议中实现QoS,实现多路径多速度路由协议,保证路由的实时性和可靠性,设置多旬友送速度,提供多级别的实时保证,通过选择多路径,提供各种各样的可靠性保证。还可以利用功能较强的汇聚节点集中转发数据,实现数据传输的质量保障和节约能量

6.数据管理

WSN 的主要目标是获取数据,因此可以将WSN 视为数据库,从而在WSN 应用中借用数据库的相关概念和方法,以数据库的观点来构建WSN 应用,如数据的查询、索引、存储等。

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