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无线传感器网络优化的应用分析

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《情报工程》2018年第2期

摘要:无线传感器网络是在传感器的基础上发展起来的一种新的无线网络技术。它具有随机分布,铺设成本低,不受地理位置限制等特点,正是无线传感器的这一优点,推动了无线传感器网络在日常生活中的广泛应用。无线传感器网络在一定程度上受到能量供应的限制。基于此,本文简要分析了无线传感器网络优化的应用。

关键词:无线传感器;网络优化;应用

无线传感器网络具有广泛的应用范围,可应用于军事,环境检测与预测,医疗保健,智能家居,建筑物状态监测,复杂机械控制,城市交通,空间探索,危险区域检测与检测等领域。所有这些都要求及时,准确,快速地处理收集到的数据,并将决策结果高效准确地提交给用户。其中涉及的数据融合、群集和路由协议适用于大多数应用程序,但在实际应用中,对于无线传感器网络的优化是很重要的。

1无线传感器网络系统结构

无线传感器网络是一种分布式的传感器网络,它的结构主要包括无线传感器节点(wirelesssensor)、汇聚节点(sinknode)和管理节点(managementnode)。无线传感器节点是无线传感器网络的重要组成部分,主要由传感器模块、无线通信模块和电源模块等组成。传感器模块主要用于监测数据的采集和转换;无线通信模块负责通过无线移动等方式将传感器模块采集到的数据传递出去,也可以与其他通信节点进行数据的交换,接收和转发;电源模块是为无线传感器提供供电,可根据成本进行单电源或者双电源的配置。这3个模块是相互独立、相互依存的,它们是无线传感器网络的几个关键部分。汇聚节点在无线传感器网络中起着承上启下的作用,主要负责收集传感器模块采集到的信息[1]。无线传感器节点收集采集到的信息之后,汇聚节点开始工作并收集信息,通过无线通信方式(2G/3G/4G)将信息传送给管理节点。

2无线传感器网络优化算法分析

2.1移动代理路由算法

由于传感器具有一定的感应范围,可以在有限的传感器节点周围接收强信号,但是远离目标的节点只能在检测到信号时接收弱信号甚至无信号。可由传感器节点感测的目标信号强度可由能量水平表示。在无线传感器网络监控中,需要特别注意能量水平较高的传感器节点,并尽可能地忽略能量较低的传感器节点来实现。出于一个目的,可以使用移动代理路由算法来使无线传感器网络能够尽可能多地访问具有高能量级别的传感器节点,使得这些节点能够更高效地服务于无线传感器网络并且完成节点数据融合工作。移动代理路由算法主要是根据特定数据构造数据表,收集和处理相关目标节点的信息,然后从目标节点到处理节点得到最优路径。同时,需要执行这些目标节点的能量级别。基于这些基本信息,从处理节点开始,移动节点轮流访问目标节点,最后返回到处理节点的路由,实现无线传感器网络的优化[2]。移动代理路由算法可以通过移动代理获得最佳的路由节点序列,这是拟合曲线的基础,完成静态路由到移动代理动态路由的转换。

2.2混合基站数据收集算法研究

由于无线传感器网络系统比较复杂,传感器节点的工作环境比较复杂,更换电池或给电池充电是非常困难的。因此,在无线传感器网络优化中,有意识地延长网络生命周期是必要的。混合基站的数据采集算法将监控区域内的移动基站端口设置为收集数据信息,从而延长无线传感器的网络寿命,提高无线传感器的网络性能。同时,不同类型的基站可以相互补充。一方面,固定基站可以在一定程度上延迟网络通信,以使它们处于安全范围内。另一方面,移动基站可以在无线传感器网络中自由移动并彼此紧密接触。源节点有效减少了网络中数据传输的距离,降低了网络能耗,提高了数据的安全性[3]。

3无线传感器网络优化的应用

由于无线传感器网络的工作环境比较复杂,节点的计算资源有一定的局限性,拓扑动态性不确定。因此,实际应用时通常需要对无线传感器网络进行优化。传统的建模和其他方法不能完全解决无线传感器网络的问题。现代优化算法可以有效提高网络的效率和准确性,促进无线传感器网络应用的扩展。针对目前无线传感器网络优化的应用,基于数学方法和其他技术,对现有的优化算法进行了改进,以简化无线传感器网络的有效方法。通过对无线传感器网络的优化,可以有效提高无线传感器传递信息和处理信息的效率,也可以延长无线传感器的生存时间。当前,无线传感器网络技术迅猛发展,对人们的生活方式产生很大的影响。其中,较为广泛的应用就是在智能交通领域方面。在智能交通系统中,所有检测道路情况和车辆数据的传感器都是连接的,这在很大程度上制约着智能交通系统的灵活性,在一些无法架设线路的地方,产生了监测盲区[4]。将无线传感器网络应用于交通系统中,可以扩大信息采集的范围,减少监测盲区的产生,提高道路交通效率。为了更好地利用无线传感器网络,确保无线传感器网络能够及时、准确的将采集到的信息传递出去,有必要利用并行分布式计算技术来提高无线传感器网络优化算法的实时响应能力,提高无线传感器网络算法的执行效率和准确性。

4结束语

无线传感器网络是在传感器的基础上发展起来的一种新的无线网络技术。它具有随机分布、铺设成本低、不受地理位置限制等特点,正是无线传感器的这一优点,推动了无线传感器网络在日常生活中的广泛应用。无线传感器网络在一定程度上受到能量供应的限制。为了提高无线传感器网络的传递效率,还需要进一步优化算法,使无线传感器网络的应用范围得到进一步扩展。

参考文献:

[1]朱寅寅.无线传感器网络覆盖优化方法研究[D].南京:南京理工大学,2009.

[2]江海峰.无线传感器网络能量优化路由算法研究[D].徐州:中国矿业大学,2010.

[3]张勋,刘宝,刘孝鹏.无线传感网络在农业生产中的应用[J].南方农机,2017,48(6):178.

[4]阮兆忠.无线传感器网络优化的应用与研究[J].科技创新导报,2016,13(18):85+87.

作者:徐拓 单位:国网湖北省电力有限公司巴东县供电公司

情报工程杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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