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计算机无线传感网的数据传输探究

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摘要:文章主要从计算机无线传感网概述的角度出发,讨论了无线传感网的过程和结构,阐述了计算机无线传感网数据传输阶层,深入分析了无线传感网的感知层、链路层、网络层以及应用层,最后对计算机无线传感网的数据传输进行了叙述,并从不同角度进行了详细的阐述。

关键词:数据传输;数据处理;数据融合

随着计算机无线传感网络技术水平的提升,其在军事领域、智能家居、远程医疗以及环境监测等方面得到了有效的应用,所以,为了保障无线传感网的应用质量,基于数据为中心的网络,要进一步优化无线传感网的数据传输质量和传输效率,积极开发和研究提供的传输方案,在保障数据传输安全有效的同时保障数据传输的效率和精确性,对此要积极应用不同的方式和方法,从而为计算机无线传感网数据传输提供有效的保障。

1计算机无线传感网概述

1.1计算机无线传感网概况分析

计算机无线传感网络可以将不同的信息转化为数字信号,然后实施有效的传输,包括数据收集、数据处理以及数据传输3部分,当下应用的计算机无线传感网主要由以下几部分构成,分别为终端管理平台、外部网络、汇聚节点以及传感器节点,该网络的系统结构如图1所示,传感器节点的作用是获取目标数据,然后利用多跳技术将数据向汇聚节点传输,然后汇聚节点利用卫星通信、公共移动网络以及互联网等通信方式向管理节点实施数据传输,最终终端的用户会收到管理节点传输过来的数据。

1.2计算机无线传感网的关键技术

首先是网络协议,当下无线传感网络主要以路由和多路访问控制(MultipleAccessControl,MAC)协议为主,因为无线传感网络对通信能力、储存能力以及计算能力要求比较高,所以相关的网络协议的设计比较困难。其次是定位技术,该技术作为无线传感网络技术的重要组成部分,能够有效地实施节点位置的定位于采集,由于无线传感器会随机部署网络节点,所以要依照节点的定位来实现数据的传输。最后是数据的融合和管理技术,在数据传输过程中,要保障数据的传输过程的节能,所以,要有效融合计算机的计算能力和储存能力,从而有效去除冗余,保障整个数据传输过程的节能。

2计算机无线传感网数据传输阶层分析

随着科学技术不断创新,无线传感网得到了快速发展,尤其是数据传输技术发展迅速,其应用领域不断扩大,在很多领域都发挥着重要的作用和意义,比如农业领域、工业领域、军事领域等,都能够精确地获取相关的数据,同时也给无线传感网的数据传输提出了更高的要求,依照不同的研究内容,计算机无线传感网的数据传输现状主要涉及以下几点。

2.1无线传感网感知层分析

针对数据采集端的研究,很多大型的网络企业都进行了深入的研究,并且探索开发了许多类型的硬件平台,并且在硬件平台当中融入了很多成熟的技术,在无线传感网当中,要想保障网络数据传输的质量,传感器节点发挥着重要作用,因此,在实际的研究和应用当中,针对传感器节点主要涉及以下几部分,分别为传感器节点的失效率、平均使用寿命、使用寿命与可靠度,通过以上几点来有效地保障传感器节点的有效性,因此,在实际的应用过程中,要保障传感器节点数据传输的可靠性。

2.2无线传感网链路层分析

数据在链路之间传输的可靠性对于无线传感网数据传输的有效性起关键性作用,在提升数据传输可靠性过程中,传统的方式是利用重新传输或增加冗余来实施,在应用无线传感网时,重传现象主要有以下两点:(1)上游的节点将数据传输到基站,然后由基站发出通知进行确认,当确认通知输送到采集节点以后就表示数据传输成功,一旦确认通知发送失败,采集节点没有获取到通知,则需要在一定时间内向基站再次发送数据。(2)在实施数据传输过程中,每一个阶段都需要对传输的数据进行确认,一旦确认通知没有传输给节点,则数据传输可认为是不成功,则数据会从上一个节点重新实施传输。以上两种传输方式都能够促进数据传输质量和效率的提升,但是在实际的应用过程中,一旦网络链路发生失误,无论数据如何上传都会以失败告终。通过对两种不同传输的方式对比能够看出,冗余在丢包率低的前提下要比重传方式有优势,如果出现丢包率比较高的现象,则以上两种传输方式都不能保障数据传输的可靠性。

2.3无线传感网网络层和应用层分析

首先是无线传感网络的网络层分析,和传统的网络相比,无线传感网络要想提升网络的生命周期,要在数据传输过程中平衡节点的能量,并且要对网络的鲁棒性和容错率进行深入的探究。目前,在对网络层实施数据传输方面的研究和分析已经有了明显的成果,例如数据融合隐私保护、可靠性数据传输路径评估等,这些方式都能够有效提升数据传输的质量和效率,同时路由协议扩展在应用时,能够实现路由的多个路径,该方式能够有效检测链路的质量,从而根据实际的分析选择最优的路径。无线传感网的应用层涉及大量的软件,这些应用层的软件能够实施任务的监测,在应用这些软件过程中,能够分析和处理终端的数据,从而实现数据信息的完整性,同时,通过分析获取的最终数据可以帮助决策者作出最终的判断和决定。

3计算机无线传感网的数据传输探究

因为无线传感网在应用过程中存在能量有限、通信能力有限、存储能力有效以及计算能力有限等,所以,在应用无线传感网传输数据时,要根据实际的需要借助相应的技术,但是传统的数据传输技术难以满足无线传感网的需求,因此针对性地探究出以下几方面数据。

3.1无线传感网的数据融合传输分析

在无线传感网实施数据传输过程中,数据融合技术发挥着重要的作用。依照数据相关性实施数据的融合,无线传感网在数据融合时如果是依照数据的相关性来实施,其中主要包括以下几种融合类型:(1)依照时间相关性来实施数据融合,该类型融合方式会根据数据时间片的周期性特征来实施,所以能够融合得到的感知数据。(2)依照空间的相关性实施数据融合,比如不同数据的地理位置关系实施融合。(3)依照时空相关性来实施数据融合,该数据融合类型会依照获取数据的空间、时间来实施。依照路由来融入数据,应用路由进行数据融合时,其主要发挥两方面作用:第一,当融合网数据以后再传输数据;第二,在传输路径当中寻找最优的路径。通过以上两种融合方式能够促进无线传感网中冗余数据的传输量,从而实现优化无线传感网数据传输的目的。

3.2无线传感网虚假数据过滤传输分析

在应用无线传感过程中,传感器节点会对环境数据进行有效的监测,但是该过程会导致传感器节点被暴露在数据环境当中,一旦传感器节点被网络不良分子妥协,数据传输的密钥会被窃取,这些不法分子会向网络输送虚假信息,从而给终端的管理人员提供虚假的决策信息,甚至会降低整个网络数据传输中节点能量。同时,网络不法分子会将截取、修改以及伪造数据,因此,针对该类情况的发生要及时有效的应用虚假数据过滤技术,依照不同的需求,虚假数据过滤和识别技术主要包括以下几类,首先是依照数据传输的密钥分为以下两种:第一种是将同样的密钥信息来加密传输的数据,并且要验证数据包,验证主要是利用密钥信息,该类数据识别过滤技术应用简单,计算比较简便,可以有效降低网络资源的应用率。第二种是公开密钥的识别过滤技术,该技术会验证、加密传输的数据,而加密和验证的密钥不同,该技术在应用时能够大大提升数据的安全性,但是针对一些能量有限、计算能力差以及储存量小的无线传感网应用时,该方式比较不适用。依照数据的处理方式可以分为以下两种数据过滤识别方法:第一种是溯源虚假信息过滤,无线传感网的节点会标记传输的数据报告,而标记是概率性事件,该方法来实际的应用过程中会将网络中被获取的节点和攻击的节点彻底排除掉,但该方法对储存空间有要求,同时会另外对传输的数据包包头进行一定的限制,综合来说不利于无线传感网数据传输的效率,所以,要对其实施进一步的研究。第二种是数据传输过程中的虚假信息过滤,该方法验证传输过程中的数据,数据在不同转节点输送时,虚假信息会被过滤掉,该方法在实际的应用中能够将大部分的虚假信息过滤掉,所以整体效果比较理想。

4结语

综上所述,随着中国社会经济水平的提升,以及科学技术的不断创新和发展,人们生活质量和工作效率得到快速提升,大量的电子产品被开发和应用,同时,随着计算机和智能手机的普及和应用,针对用户来说,利用无线传感网能够有效实现数据的传输和接受,并且能够保障数据传输的质量和效率,所以,依照物联网和计算机网络的不断完善和健全,计算机无线传感网数据传输的稳定新、质量以及效率将会大幅度提升,并且在未来的发展当中,无线传感网必将朝着准确、安全、快速的方向继续发展和前进。

[参考文献]

[1]王玲,石为人,石欣,等.基于时间相关性的无线传感器网络数据压缩与优化算法[J].计算机应用,2013(12):3453-3456,3468.

[2]朱凌志,赵巾帼,刘志雄,等.无线传感器网络中虚假数据过滤方案[J].计算机应用研究,2012(12):4426-4431,4440.

[3]马传香,王雷春.传感器网络中一种基于一元线性回归模型的空时数据压缩算法[J].电子与信息学报,2010(3):755-758.

作者:赵伟 单位:河北化工医药职业技术学院

计算机无线传感网的数据传输探究责任编辑:张雨    阅读:人次