無線傳感網的關鍵技術精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇無線傳感網的關鍵技術范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

    論文摘要:本文首先介紹無線傳感器網絡的基本概念，對無線傳感器網絡應用于深空探測所必須解決的一些關鍵技術做出較詳細的分析，并從理論上給出了能量問題的解決方案。

0概述

    無線傳感器網絡是當前在國際上備受關注的、涉及多學科高度交叉、知識高度集成的前沿熱點研究領域，它綜合了傳感器技術、嵌人式計算技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協作實時監測感知和采集各種環境或監測對象的信息，這些信息盈過無線方式被發送，并以自組織多跳的網絡方式傳送到處理終端，從而實現物理世界、計算世界以及人類社會三元世界的連通. mems支持下的微小傳感器技術和節點間的無線通信能力為無線傳感器網絡賦予了廣闊的應用前景，在深空探測方面，無線傳感器網絡有著得天獨厚的技術優勢。借助于航天器布撒的無線傳感器網絡節點實現對星球表明長時間的監測，應該是一種經濟可行的方案。nasa的jpl ( jetpropulsion  laboratory)實驗室研制的sensorwebs’ 就是為將來的火星探測進行技術準備的，已在佛羅里達宇航中心周圍的環境監測項目中進行測試和完善。本文首先介紹無線傳感器網絡的基本概念，然后對無線傳感器網絡應用于深空探測所必須解決的一些關鍵技術做出較詳細的分析，并從理論上給出了能量問題的解決方案。

1無線傳感器網絡的基本概念

    圖1所示為一個典型的傳感器網絡的系統結構，包括分布式傳感器節點(群)、接收發送器、無線網絡和遠程控制管理中心等。其中，傳感器網絡節點的基本組成包括如下4個基本單元:傳感單元(由傳感器和模數轉換功能模塊組成)、處理單元(包括cpu，存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模塊組成)以及電源。此外，可以選擇的其他功能單元包括:定位系統、移動系統以及電源自供電系統等。在傳感器網絡中，節點可以通過飛機布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知對象內部或者附近。這些節點通過自組織方式構成無線網絡，以協作的方式實時感知、采集和處理網絡覆蓋區域中的信息，并通過多跳網絡將數據經由sink節點(接收發送器)鏈路將整個區域內的信息傳送到遠程控制管理中心。反之，遠程管理中心也可以對網絡節點進行實時控制和操縱。

    傳感器網絡節點為一個微型化的嵌人式系統，構成了無線傳感器網絡的基礎層支持平臺。目前國內外已經出現了許多種網絡節點的設計，它們在實現原理上是相似的，只是分別采用了不同的微處理器或者不同的通信或協議方式，比如采用自定義協議、802. 11協議、zigbee協議、藍牙協議以及uwb通信方式等。典型的節點包括berkeley  motes，sensoria  wins，berkeley  pico-nodes， mit uamps，smartmesh dust mote，intelimote以及intel xscale nodes,  ictcas/hkust的buds等。

2無線傳感器網絡應用于深空探測的一些關鍵技術

2.1物理層

    物理層的研究主要涉及無線傳感器網絡采用的傳輸媒體、頻段選擇以及調制方式。目前，采用的傳輸媒體主要有:無線電、紅外線、光波等。

    無線電傳輸是目前無線傳感器網絡采用的主流傳輸方式，需要解決的問題有:頻段選擇、節能的編碼方式、調制算法設計等。在頻段選擇方面，ism頻段由于具有無需注冊、具有大范圍的可選頻段、沒有特定的標準、可以靈活使用的優點，被人們普遍采用。與無線電傳輸相比，紅外線、光波傳輸則具有不需要復雜的調制解調機制，接收器電路簡單，單位數據傳輸功耗小等優點。但由于不能穿透非透明物體，只能在一些特殊的系統中使用。

    外層空間是一個非常惡劣的環境，由于沒有地球大氣層和臭氧層的保護，空間溫差變化很大，各種輻射強烈，大大小小的流星橫行，用于深空探測的無線傳感器網絡必須能夠在惡劣環境(振動、加速度、高真空、低溫、粒子輻射等)下工作。因此用于深空探測的無線傳感器網絡物理層一個極其重要的研究方向是:研究抗強電磁干擾、抗大沖擊、高過載、能夠適應極高、極低的溫度環境的無線傳感器網絡電路設計方法。

2. 2傳輸層

    現階段對傳輸控制的研究主要集中于錯誤恢復機制。參考文獻分析了端到端錯誤恢復機制在無線多跳網絡中的性能。仿真表明，隨著無線信道質量的下降(信道錯誤率從i%上升到50%),端到端錯誤恢復機制的性能下降很快(發送成功率從90%下降到接近0)。

    目前，用于深空探測的無線傳感器網絡傳輸層的研究迫切需要解決的間題有:如何在深空振動、加速度、高真空、低溫、粒子輻射等惡劣環境下，在拓撲結構、信道質量動態變化的條件下，為上層應用提供節能、可靠、實時性高的數據傳輸服務。

2. 3能量問題

    能源問題是無線傳感器網絡面臨的最大挑戰，傳感器節點的小尺寸限制了其攜帶的能量，進而限制了網絡的使用壽命。用于深空探測的無線傳感器節點處于無法接近的場所，導致無法頻繁的更換節點的電源。

    深空環境下能源問題的解決有以下兩個研究方向:

    第一個方向是采用再生能源為節點供電。但是節點所處的環境對再生能源的獲取有很大的影響，必須根據不同的環境設計不同的獲取再生能源的方法。

    ①對于圍繞恒星運轉，無陰陽面之分的星球和如月球等有陰陽面之分的星球的陽面，可以考慮利用太陽能電池和溫差效益發動機來為節點提供能量。

    ②對于布散在有陰陽面之分的星球陰面的節點，由于不能接受到恒星的能量、常年溫度很低，前面所說的太陽能源和溫差效益在這種情況下無法利用，可以考慮如圖2的一種獲取能量的方法:

    如示意圖2所示，布散在陰面的節點，可以利用人造行星反射恒星能量，然后利用太陽能源來獲得節點的供電。

   另外一個方向是從系統的角度采用采取節能措施，可以從以下兩方面考慮:

   ①考慮到深空環境的溫差變化很大，最低溫度可能接近絕對零度。在這種情況下，可以考慮利用半導體材料的超導現象，節約能量。

    ②采用低功耗的能源高效器件、節能措施，從物理層面上延長節點使用壽命。低功耗與能源高效的區別是:低功耗用于度量每種時鐘器件所消耗的功率，能源高效則用于度量執行每條指令器件所消耗的功率。

    從系統角度出發節省功耗，需要實現的關鍵技術有:

    (1)動態功率管理(dynamic power manage-ment，簡稱dpm)。

    在多數傳感器網絡的應用中，監測事件具有很強的偶然性，節點上所有的工作單元沒有必要時刻保持正常工作狀態，處于休眠狀態，甚至完全關閉，必要時加以喚醒是一種有效的系統節能方案。

    (2)動態電壓調度

    在文獻中，有c. lm等人提出的動態電壓調度策略的主要原理是基于負載狀態動態調節供電電壓來減少系統功耗，并被應用到pda之類的個人移動設備上。在文獻中，提出了如圖3所示的功率控制原理圖。節點上的嵌人式操作系統負責調度來自不同任務隊列的請求接受任務，并實時監控處理器的利用率和任務隊列的長度，負載觀測器依據這兩參數的序列計算負載的標稱值w，直流/直流變換器參照該值輸出幅度為a的電壓，支持處理器的正常工作。這構成了一個典型的閉環反饋系統?？刂评碚撝谐墒斓姆椒梢詾樵撓到y各個模塊的設計提供有力的支持。

2. 4其他關鍵技術

    除了以上問題外，還有許多關鍵技術必須注意，主要集中在網絡拓撲協議和應用相關的共性技術上。文章由于篇幅的限制，在此不做詳細的說明。

3結論

篇(2)

關鍵詞：WIFI WSN 異構網絡 動態覆蓋

引言

礦山工業是國民經濟支柱產業，對經濟發展具有重要作用。隨著國家對礦山安全重視程度不斷加強，礦山企業陸續建立起各種安全監測，對保障礦山安全和生產起了重要作用。

近幾年礦井建設的工業以太網綜合自動化系統，利用環網增強通信的冗余性，建立了實時、可靠的傳輸骨干承載網。由于礦山井下作業環境復雜，有線通信網絡無法達到一些區域，有限的監測點無法全方位監測采掘工作面等安全關鍵區域的災害信息，現有的有線通信網在礦山井下范圍內存在“盲區”，無法實現對工作面等關鍵區域的通信覆蓋。

在礦山復雜環境條件下，高效、動態、靈活的組網與實時可靠的信息傳輸技術對無線傳感器網絡應用至關重要。作為無線傳感器網絡重要支撐技術，動態組網技術的研究是無線傳感器網絡的研發和產業化的理論基礎，為無線傳感器網絡數據通信和節點標識提供保證。隨著WIFI技術的發展，對基于WIFI和WSN的實時數據流轉發機制、實時滿足的帶寬預留機制、高可靠多跳組網技術與網絡冗余技術開展研究，可以有效地解決礦山無線網絡多跳數據、視頻傳輸的關鍵技術問題。

1、復雜環境下異構無線傳感器網絡體系結構

礦井無線傳感器網絡通常在惡劣、高危工作環境中，需要工作在地下，水，巖石以及各種混合介質的情況下，與一般的無線傳感器網絡工作條件存在巨大差異，需要對網絡體系結構以及組網協議進行高效設計。

針對巷道/工作面的長形隧道的空間特點，研究礦井立體空間的覆蓋控制、拓撲結構以及相關協議。在技術路線方面，擬采用圖論、隨機過程等數學工具和OPNET仿真軟件，通過理論分析、計算機仿真來建立模型，進行仿真研究。在保證系統連通性的前提下實現最小能量覆蓋控制，實現網絡協議的交叉層設計。

擬采用平面結構與層次結構相結合的，兼有兩者優點的新型網絡協議，主要研究如何在平面結構中引入“虛擬簇”的概念，減少拓撲生成過程中使用的控制報文，降低網絡通信開銷。

開發一種平面路由協議和層次路由協議相結合的新型協議。即在主干路由節點中使用平面路由協議，在sink節點中使用層次路由模型。這樣可以充分利用兩種協議的優點。主干路由節點基本呈線性撒布，節點位置固定，使用平面路由協議完全可以勝任，同時資源消耗也較小。Sink節點在礦井中一般呈平面或立體分布，撒布密度大，位置變化頻繁，適合使用層次路由模型，從而降低信息的傳輸時延，并簡化節點的狀態維護。

要求網絡與協議具有自適應能力, 提出靈活、動態的網絡和協議以適應物理層自適應調制、編碼和接入方案。實現礦井無線地下傳感器網絡的有效覆蓋和連通性保持控制及快速自組網重構。給出有效的障礙（Hazard）避免算法及變功率技術，以及在工作面、掘進面、采空區和順槽等區域保證覆蓋和連通性的有效方法。

2、無線傳感器網絡動態休眠與組網問題

在大規模的應用場景下，節點的休眠必須考慮到網絡的整體覆蓋率，保證重要區域的有效覆蓋；但傳統的休眠機制通常導致傳輸數據延時的增加，并不適用于及時檢測突發事件的發生，也無法對網絡中某個節點進行控制，因此研究動態休眠機制，節約網絡消耗的能量，同時保證網絡覆蓋率，保證對突發事件的及時響應是研究無線傳感器網絡休眠需要解決的問題。

為了實現無線傳感器網絡的動態休眠，我們采取的是主動喚醒與等待相結合的機制，傳感器網絡部署以后，將網絡分成大小不一的區域，設置區域首節點，并由其負責區域內節點的休眠調度，區域首節點之間由Sink節點負責協調休眠調度，這樣采用一種合理的休眠調度算法，保證網絡覆蓋同時達到休眠節約能量的目的。

3、基于WIFI和WSN的礦井無線通信與救援支撐平臺

傳感器網絡硬件平臺的設計主要是傳感器節點的設計，研究設計出具有微型化、擴展性和靈活性、穩定性和安全性及低成本特點的傳感器節點。研究無線傳感器網絡中間件技術，建立無線測控網絡系統，實現信息采集自動部署、自組織 傳輸和智能控制。

3.1信息感知節點硬件系統

在系統和國外相應產品的基礎上，選擇功耗低、尺寸小、性能優良的處理器、無線收發和存儲芯片，設計構建適用于礦井環境下的信息感知節點的硬件框架，并實現信息感知節點的硬件設計，信息感知節點基本配置示意如上圖所示。同時密切關注超寬帶和IEEE802.15.4等技術的發展，并尋求應用到網絡中的可能性。

3.2接入網關

接入網關sink應具有無線收發和接入煤礦通信網絡的能力。依據目前煤礦通信網絡采用環形冗余工業以太網的實際，如圖示，設計的sink使用的32位ARM9芯片作為系統控制核心，采用嵌入式Linux實時操作系統，支持10/100M以太網接口，而且增加了必要的數據采集和處理部分。

4、結語

通過wsn動態組網與傳輸關鍵技術研究為建立煤礦監控系統實現1、長期獲取煤礦巷道各種參數信息；2、對煤礦爆炸等事故做出預警提供了可能。針對煤礦支巷道的無線傳感器網絡多參數監測系統，具有可靠性高、覆蓋性好和擴展性強等優點，適合于礦井巷道局部監測井下瓦斯，粉塵等參數環境。

參考文獻：

[1]楊維，馮錫生，程時昕，等。新一代全礦井無線信息、系統理論與關鍵技術[ J ].煤炭學報,2004，29f4；506-509.

[2]華鋼．煤礦安全生產綜合調度系統關鍵技術研究[D].徐州：中國礦業大學，2002.

篇(3)

關鍵詞：智能電網 無線傳感器網絡 電力系統

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）07-0012-01

1 智能電網

隨著經濟的不斷發展，用戶對電力系統的要求也在不斷提高，未來電網的建設和發展必須能夠滿足不同用戶的需求，而且要具備交互性以及高安全性等特點。智能電網被認為是未來電網建設的首要解決方案。智能電網是基于新技術、新能源、新架構的智能電力系統。我國智能電網定義是：智能電網應該是利用先進的信息、通信和控制技術，骨干網架采用特高壓電網，以各級電網相互協調配合的堅強電網為基礎，建設成具有互動化、信息化、自動化特點的統一智能化堅強電網。智能電網的主要特點有以下幾個方面[1]：自愈性，當智能電網設備及網絡出現異常，智能電網可以自動快速檢測故障并恢復網絡；互動性，可實現用戶與智能電網的交互行為；安全性，在電網遭受人為攻擊或外力破壞情況下可以自動做出應對恢復運行；兼容性，智能電網應兼容未來的分布式電源、新電子設備；市場化，擁有非常成熟的市場運行模式；高效性，提高單個電力設備的利用效率；電能優質性，擁有電能質量問題的快速診斷和解決方案；集成性，能夠與其他各種信息系統綜合集成，集成多種業務。

傳感器網絡技術是智能電網的關鍵基礎技術，智能電網架構中每個角落都分布著輸電、配電網絡，為了及時正確地調整電力資源達到有效利用電力資源的目標，必須對智能電網的電力參數及時感知，了解電網運行狀態；必須利用網絡傳感器對電力設備進行實時監控，快速定位并維護電力故障；網絡傳感器也可以自動收集記錄分析電力數據為用戶以及電力企業的行為作出指導。

2 無線傳感網及其關鍵技術

無線傳感網絡是一個新的研究熱點，它與各領域交叉融合。在一定區域中大量部署傳感器節點，節點之間通過多跳路由自主成網，采集區域內的數據信息并轉發至控制中心，控制中心對數據進行分析后判斷該區域內發生了什么并作出決策，這就是無線傳感器網絡的核心內容。無線傳感器網絡有鮮明特點：以數據為中心的對等網絡，網絡拓撲具有動態性，傳輸能力有限，具有多跳路由等[2]。

無線傳感器網絡的設計和建設中，必須運用到多種基本技術，這些主要技術有：（1）網絡協議，無線傳感器網絡屬于自組織網絡，所以其網絡協議與傳統網絡有很大差別，網絡協議設計中也需考慮傳感器節點的硬件局限性、網絡脫皮的動態性等；（2）時間同步，只有無線傳感器網絡中各節點時間同步才能共同完成網絡任務；（3）定位技術，位置信息是未來數據分析中涉及的重要方面，所以傳感器采集到的數據需要附帶有該節點的位置信息；（4）數據管理，由于無線傳感器網絡受通信帶寬、存儲容量等限制，需要對收集到的信息進行去除冗余等預處理，所以對節點數據的融合和有效管理非常必要；（5）能量管理，無線傳感器節點常常處于無人區域及惡劣環境中，對節點電能的補充也是一個需要考慮的問題；（6）安全管理，確保無線傳感器網絡的通信安全和信息安全[3]。

在無線傳感器網絡中，傳感器節點定位技術是網絡的核心技術之一，節點定位過程中需要網絡中所有節點相互合作，通過已知節點的位置確定觀察節點的位置進而確定檢測目標的位置。定位算法的性能將對無線傳感器網絡產生重要影響，定位算法性能評價指標有：（1）規模，在一定時間內，對同一無線傳感器網絡，不同定位算法可以定位的目標規模；（2）定位精度，是定位算法最直接的評價參數；（3）容錯性及自適應性，性能良好的定位算法可以通過自我調整、減少誤差，達到提高定位精度的目的；（4）節點密度，傳感器節點密度大會增加節點之間通信沖突，浪費帶寬，節點密度會影響定位算法精度；（5）代價，不同定位算法在資金、空間、時間上的代價不同，相同性能下代價小的算法更加有優勢；（6）功耗，傳感器功耗會直接影響到對傳感器的供電，直接關系傳感器網絡性能。經典的無線傳感器定位算法有Dv-hop定位算法、凸規劃定位算法、APIT算法等。

3 無線傳感器在智能電網中的應用

無線傳感器在設備狀態檢修中的應用，在電力系統中，建立遠程控制監視系統是提高管理水平的關鍵技術，遠程監控系統通過檢測電力設備狀態數據對設備狀態進行評估，在設備出現故障時及時提醒維修人員使維修成本及故障損失最小化，無線傳感器網絡無需布線、靈活多變的優勢克服了傳統有線通信設備的不足，降低了電力運營成本，提高了設備檢修效率。

無線傳感網在智能家居中的應用，未來智能電網通過為用戶安裝智能電表可以掌握比傳統電表更為全面的數據信息，能夠實時掌握用電負載情況，指導電網建設。將無線傳感器網絡引入智能家居系統，在家電中安裝傳感器節點，通過智能電表與無線傳感器網絡協調工作，可以使用戶更合理使用電力，使電力企業有針對性地開展供電等工作。

無線傳感器網絡在分布式母線保護中的應用，作為電力系統中的重要組成部分，母線工作狀態的穩定對電力系統非常重要，一般情況下重要變電站以及一些大型發電廠設母線保護，傳統的母線保護需要布線且靈活性低，不能靈活組網，無線傳感器網絡引入到分布式母線保護中可以通過網絡對各線路數據進行交換，完成故障判斷，克服了傳統母線保護中存在的不足之處。

參考文獻

[1]余貽鑫，欒文鵬.智能電網[J].電網與清潔能源，2009，25（1）：7-11.

篇(4)

關鍵詞： 物聯網 概述 關鍵技術 發展

一、物聯網概述

ITU對物聯網的定義為： 物聯網實現物到物、人到物和人到人的互連。這里人與物的互連指人使用傳感器等設備后與物體的互連，而人與人的互連指人使用傳感系統而不是現在的電腦實現人與人之間的互連。物聯網的核心是實現物體之間的互連，從而能夠實現物體與物體之間的信息交換和通信。物體信息通過網絡傳輸到信息處理中心后可實現各種信息服務和應用。

物聯網的主要作用是縮小物理世界和信息系統之間的距離，它可以通過射頻識別、傳感器、全球定位系統、移動電話等設備，按約定的協議，將世界上的所有物體全部連接到信息網絡中，使得它們在事件處理中成為積極的參與者，體現了物理空間和信息空間的融合。服務可以和這些智能物體通過網絡進行交互，獲得與這些物體相關的任何信息。

傳感網可以看作是物聯網的末端延伸網之一。無線傳感器網絡由大量隨意分布的、能耗及資源受限的傳感節點組成，它具有感知能力、計算能力和通信能力，通過自組織方式構成無線網絡，協作地實時采集和處理物理世界的大量信息，實現物聯網全面感知的功能。

泛在網是一種無所不在的網絡，它可以使任何人在任何時間、任何地點通過網絡獲得任何信息，它是一個大通信的概念，是面向經濟、社會、企業和家庭全面信息化的概括。泛在網不是一個全新的網絡， 它是充分挖掘已有網絡的潛能，結合不斷出現的新技術，將網絡觸角不斷延伸，實現人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策等服務。泛在網具有比物聯網更廣泛的內涵，而物聯網是邁向泛在網的第一步。從覆蓋的技術范圍來看，泛在網包含了物聯網，而物聯網又包含了傳感網。

物聯網發展中最重要的理念是融合。物聯網通過設備融合、網絡融合、平臺融合實現服務融合、業務融合和市場融合。設備融合指研發出一體化的感知終端。網絡融合指用戶可使用任意終端通過任一方式接入網絡，而且號碼唯一、帳單唯一。平臺融合指用戶數據集中管理、公用的業務平臺、分類的管理平臺和應用平臺，支撐用戶跨業務系統的互操作，形成統一認證系統，實現基于統一賬號、統一密碼的集中認證。服務融合指在服務層面實現融合；業務融合指物聯網同時提供語音、數據、視頻等多種業務；市場融合就是以市場機制為引導， 把各類通信和信息產品和服務捆綁起來打包銷售。

二、物聯網關鍵技術

1.物聯網的體系結構。物聯網包含感知延伸層、網絡層、業務和應用層三層。第一層負責采集物和物相關的信息；第二層是異構融合的泛在通信網絡，包括現有的互聯網、通信網、廣電網以及各種接入網和專用網，通信網絡對采集到的物體信息進行傳輸和處理；第三層是應用和業務，為各種終端設備提供感知信息的應用服務。

（1）感知延伸層。物聯網中由于要實現物與物和人與物的通信，感知延伸層是必須的。感知延伸層主要實現物體的信息采集、捕獲和識別。感知延伸層的關鍵技術包括傳感器、RFID、GPS、自組織網絡、傳感器網絡、短距離無線通信等。感知延伸層必須解決低功耗、低成本和小型化的問題，并且向靈敏度更高、更全面的感知能力方向發展。

（2）網絡層。網絡層是物聯網的神經系統，主要進行信息的傳遞，包括接入網和核心網。網絡層要根據感知延伸層的業務特征，優化網絡特性，更好地實現物與物之間的通信、物與人之間的通信以及人與人之間的通信，這就要求必須建立一個端到端的全局物聯網絡。物聯網中有很多設備的接入，是一個泛在化的接入、異構的接入。接入方式多種多樣，接入網有移動網絡、無線接入網絡、固定網絡和有線電視網絡。移動通信網具有覆蓋廣、建設成本低、部署方便、具備移動性等特點，使得移動網絡將成為物聯網主要的接入方式，通信網絡就要是通過多種方式提供廣泛的互聯互通。除此以外，物體是可以移動的，而它們的要求是隨時隨地都可以上網。因此在局部形成一個自主的網絡，還要連接大的網絡，這是一個層次性的組網結構。這要借助有線和無線的技術，實現無縫透明的接入。

隨著物聯網業務種類的不斷豐富、應用范圍的擴大、應用要求的提高，對于通線網絡也會從簡單到復雜、從單一到融合，從多種的接入方式到核心網的融合整體的過渡。

（3）業務和應用層。業務和應用層是物聯網的信息處理和應用， 面向各類應用，實現信息的存儲、數據的挖掘、應用的決策等，涉及海量信息的智能處理、分布式計算、中間件、信息發現等多種技術。

由于網絡層是由多種異構網絡組成的，而物聯網的應用是多種多樣的，因此在網絡層和應用層之間需要有中間件進行承上啟下。中間件是一種獨立的系統軟件或者服務程序，能夠隱藏底層網絡環境的復雜性，處理網絡之間的異構性，分布式應用軟件借助于中間件在不同的技術之間共享資源，它是分布式計算和系統集成的關鍵組件。它具有簡化新業務開發的作用，并且可以將已有的各種技術結合成一個新的整體，因此是物聯網中不可缺少的一部分。

云計算是物聯網智能信息分析的核心要素。云計算技術的運用， 使數以億計的各類物品的實時動態管理變得可能。隨著物聯網應用的發展、終端數量的增長，可借助云計算處理海量信息，進行輔助決策， 提升物聯網信息處理能力。因此，云計算作為一種虛擬化、硬件/軟件運營化的解決方案，可以為物聯網提供高效的計算、存儲能力，為泛在鏈接的物聯網提供網絡引擎。

從目前的物聯網應用來看，都是各個行業自己建設系統，不便于多種業務的擴展，如果沒有統一建設標準、規范的物聯網接入、融合的管理平臺，物聯網將因為各行業的差異無法產生規?；?，增加

了使用復雜度與成本。

2. 物聯網的異構融合網絡層。任何終端節點在物聯網中都應能實現泛在互聯。由節點組成的網絡末端網絡，如傳感器網、RFID、家居網、個域網、局域網、體域網、車域網等，連接到物聯網的異構融合網絡上，從而形成一個廣泛互聯的網絡。物聯網在核心層可以考慮NGN / IMS融合，在接入層面需要考慮多種異構網絡的融合和協同。由于異構網絡相對獨立自治，相互間缺乏有效的協同機制，造成了系統間干擾、重疊覆蓋、單一網絡業務提供能力有限、頻譜資源浪費、業務的無縫切換等問題無法解決。面對日益復雜的異構無線環境，為了使用戶能夠便捷地接入網絡，輕松地享用網絡服務，融合已成為信息通信業的發展潮流。融合階段是指在各種網絡連通的網絡平臺上，分布式部署若干信息處理的功能單元，根據應用需求而在網絡中對傳遞的信息進行收集、融合和處理，從而使基于感知的智能服務實現得更為精確。從該階段開始，網絡將從提供信息交互功能擴展到提供智能信息處理功能及支撐服務，并且傳統的應用服務器網絡架構向可管、可控、可信的集中智慧參與的網絡架構演進。

3. 感知節點及終端。感知節點既能采集物體本身的有關信息，也能探測、存儲、處理乃至融合各種與物體相關的信息，從而向物聯網提供各種關聯信息。

微電子技術、嵌入式技術、近距離通信技術、傳感器技術和智能標簽技術等技術的發展與成熟使得感知節點能夠智能地感知物體與環境并對其進行通信、處理和控制。感知節點方面的關鍵技術有：支持感知內容的多媒體化的感知節點技術、感知節點組合化的關鍵技術、感知節點的設計和低成本制造、感知節點在組網和協同方面的軟硬件框架等。物聯網需要多樣化、小型化、智能化和低成本的終端。

4.泛在傳感網。泛在傳感網是物聯網末端采用的關鍵技術之一。泛在傳感網是由多個傳感節點組成的分布式無線自組織網絡，用來感知溫度、濕度、壓力等環境參數，一般提供局域或小范圍內物與物之間的信息交換。泛在傳感網一般分成三個部分：應用與服務層，下一代網絡層，傳感器網絡層。應用與服務層提供醫療、軍事、天氣等服務；下一代網絡層由核心網和接入網組成；最末端的傳感器網絡層屬于感知/延伸層。將傳感技術與無源標簽結合在一起將給物聯網帶來許多新的應用。隨著各項技術的成熟和發展，傳感器網絡的研究將會取得更大的進步，將對物聯網建設起到重要作用。

5. 物聯網的服務平臺技術與安全。物聯網將對信息進行綜合分析并提供更智能的服務。物聯網應用平臺子集與共性支撐平臺之間的關系、共平臺的開放性與規范性是物聯網應用部署所要研究的關鍵問題。面向泛在融合的物聯網的可管可控可信服務平臺架構、如何保證業務質量和體驗質量、支持泛在異構融合多種商業模式、提供簽約協商等管理功能和保護用戶數據隱私等是物聯網服務平臺方面的關鍵技術。物聯網除了具有傳統網絡的安全問題外，產生了新的安全性和隱私問題。在物聯網中數據的采集、處理和提取的實現方式與人們現在所熟知的方式是完全不同的，在物聯網中收集個人數據的場合相當多，因此，人類無法親自掌控私人信息的公開。此外，信息存儲的成本在不斷降低，因此信息一旦產生，將很有可能被永久保存，這使得數據遺忘的現象不復存在。確保信息數據的安全和隱私是物聯網必須解決的問題，如果信息的安全性和隱私得不到保證，人們將不會將這項新技術融入他們的環境和生活中。

三、結論

總之，物聯網關鍵技術有待突破，應用和市場有待于發展。物聯網領域主要研究內容可以從下面幾個方面著手。物聯網的網絡架構；物聯網的通信技術；包括無線通信、無線智能傳感器網絡、微型傳感器、網絡通信、多媒體通信及寬帶通信等。與此相關的技術包括傳感技術、識別技術、發現技術、計算技術、網絡通信技術、嵌入式智能技術、軟件技術等。物聯網的數據融合；物聯網的異構網絡融合；物聯網的智能終端；如何將現有的智能終端用到物聯網中或者開發物聯網需要的智能終端是一個重要研究內容。物聯網的信息安全和保密；物聯網相關標準研究；物聯網應用和業務開發，推動物聯網快速發展必須實現一些應用領域的示范應用，因此相關技術的研究和應用系統的開發實現是推動物聯網發展的重要途徑。

參考文獻

1.朱洪波-楊龍祥-于全. 物聯網的技術思想與應用策略研究[J ].通信學報.2010

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【關鍵詞】無線傳感器網絡；雙網；觸發式通訊鏈路管理技術；研究

無線傳感器網絡中，融合了無線通信技術、數字電路、微系統技術、傳感技術等各種先進技術，在交通、環境、醫療、軍事等各個領域中都具有非常廣泛的應用，尤其是在一些環境比較復雜的區域的檢測工作中，應用無線傳感器網絡具有非常好的應用效果，隨著社會市場經濟的發展，各項技術水平都得到了有效的提升，在一些特殊應用領域中，無線傳感器網絡的實時性、穩定性性能已經難以滿足相關的要求，本文提出的基于雙網的觸發式通訊鏈路管理技術對于無線傳感器網絡的實時性、穩定性性能的提升具有積極的作用，本文就主要針對其予以簡單分析。

一、無線傳感器網絡中的關鍵技術簡單介紹

由于無線傳感器網絡具有諸多的優良性能，并且具有非常廣泛的應用范圍，關于無線傳感器網絡的研究已經逐漸成為信息領域的研究熱點，在該網絡中，涉及到的學科領域是非常的廣的，下面就對其中的一些關鍵技術予以簡單介紹：

（1）網絡協議，該部分的主要功能是聯系起各個獨立的節點，使其能夠形成多跳的數據傳輸網絡，數據鏈路層協議以及網絡層協議是目前無線傳感器網絡協議研究中的重點內容，路由協議對于傳感器節點的工作模式及通信過程的控制具有非常重要的作用。

（2）網絡拓撲結構，在相關的監控區域中，覆蓋良好的網絡拓撲結構，對于路由協議及鏈路層的效率的提升具有非常重要的作用，并且能夠為上層的目標定位、時間同步、數據融合等奠定良好的基礎，從而有效的促進無線傳感器網絡的負載平衡。

（3）數據融合技術，無線傳感器網絡在對相關的目標進行觀察、檢測的過程中，存在嚴重的數據冗余現象，如果不對相關數據進行處理，直接將其傳輸至觀察者，這會使網絡流量明顯增大，采用有效的數據融合技術，對數據中的冗余及部分干擾予以有效的消除，對于信息準確度的提高具有積極的作用，并且能夠有效的減少網絡流量。

（4）時間同步，在無線傳感器網絡工作的過程中，一個非常關鍵的內容就是要實現其各個網絡節點的協同作用。

（5）節點定位技術，無線傳感器中各個隨機分布的傳感器節點在工作的過程中，能夠對自己所處的位置進行準確、自動的定位是非常必要的，并且其定位機制要能夠滿足分布式計算、能量高效、健壯性、自組織性等各種要求。

二、無線傳感器網絡中的雙網技術

現有的無線傳感器網絡中，對于網絡的劃分難以根據具體的功能來進行劃分，這使得相關的通訊網絡在實現網絡目標時，通訊鏈路中的冗余現象嚴重，這與網絡中的節能要求不相符，而在雙網技術中，充分的應用了時間有效通訊子網絡以及能量有效通訊子網絡，借助于最小時間與最小能量兩方面的優勢，對于傳感器網絡中的時間有效及能量有效方面的需求具有非常好的平衡性能。

1.雙網模型的提出

為了能夠在無線傳感器網絡中有效的實現能量消耗節省的目標，本次研究中，依據adhoc網絡中的SMECN與MECN設計中的相關方法，能夠使得無線傳感器網絡在節省能量的基礎上，很好的滿足無線傳輸網絡中的數據實時性傳輸的要求，要實現最小時間與最小能量兩方面的設計目標，在此基礎上提出了雙網模型，在該模型中對無線傳感器網絡進行了有效的劃分，將其劃分為時間有效通訊子網與能量有效通訊子網兩個性質不同的子網絡，在無線傳感器網絡中，任意的節點在時間有效的通訊子網中，具有最小時間消耗的通訊路徑，并且在能量有效的通訊子網中，具有能量消耗最少的通訊路徑。

2.網絡假設

為了方便對本文中研究的無線傳感器網絡進行描述，在本次研究中，需要針對無線傳感器網絡作出以下的假設：

（1）假設無線傳感器網絡具有較好的穩定性性能，并且網絡具有足夠好的健壯性，并且其節點保持相對靜止；

（2）假設在感知區域中，傳感器的所有節點是隨機均勻分布的，并且其具有足夠大的分布密度，無線傳感器網絡通訊具有非常好的連通性；

（3）假設網絡傳感器網絡中的所有傳感器節點都知道自己以及鄰居節點的地理位置信息；

（4）假設所有傳感器節點具有穩定、可靠的通訊質量，并且相關的傳感器能夠在通訊的過程中，依據通訊距離來對自身的發射功率進行調節，并且在通訊過程中的能量消耗，滿足相關的能量模型。

3.雙網的構建

本次研究中的雙網構建采用的是基于delaunay三角網的構建方法，這是計算幾何中的一種常用的網絡劃分方法，delaunay三角網具有唯一性、最小角最大、空外接圓特性等性質，本次研究中的基于delaunay三角網構建EECN的方法主要是依據三角網空外接圓的特性，能量有效的通訊鏈路選擇的是那些較短的邊，應用這種方式構建的雙網具有最小能量特性，如果相關的無線傳感器網絡節點分布均勻，使得網絡的形式與等邊三角形接近，如果節點之間的通訊跳數最少，就能是無線傳感器網絡實現最小能量通信。

在雙網的構建過程中，依據屬性的不同，對網絡中的通訊鏈路進行有效的分組是最基本的工作，能量屬性及時間屬性是分組過程中最基本的依據，本次研究中采用的分組方法是基于delanuay三角網的通訊鏈路分組法，采用這種方法進行分組，對于通訊鏈路屬性的區分具有非常重要的作用，并且在分組的過程中，只需要依據局部信息就能夠保證分組的有效性，這能夠使得無線傳感器網絡在運行的過程中節省大量的能量。

本文中應用到的DBCLG通訊鏈路分組方法，分組的過程中主要是依據無線傳感器網絡中能量有效的通訊三角形來實現的，如果在無線傳感器網絡中找到一個能量有效的通訊三角形，那么在該三角形中，其所包含的三條通訊鏈路都具有能量有效性，對網絡中的所有的能量有效通訊三角形進行搜索之后，未被標記出的鏈路都是時間有效的通訊鏈路，這主要是由于時間有效的通訊鏈路通常不會在任何能量有效的通訊三角形中出現。

三、無線傳感器網絡中的基于雙網的通訊鏈路管理及維護

1.雙網中的路由

本文中所指的雙網主要指的是邏輯上的劃分，是一種對通訊鏈路進行分組管理的方式，在現實中，不存在物理意義上的無線傳感器網絡的雙網結構，本文在對基于雙網的通訊鏈路管理技術進行分析時，采用了觸發式通訊鏈路管理來作為實例進行分析。

要實現雙網的最小時間及最小能量方面的良好性能，主要采用的是構建最小跳數及最小能量通訊網絡的方式來實現，在本次研究中，實現雙網，只是應用TECN與EECN將原有的無線傳感器網絡在邏輯上進行劃分，將其劃分為兩個通訊子網，但是對于處于無線傳感器網絡中的某個傳感器節點來講，在同一個時刻中，該節點智能屬于其中的一個網絡，并且其在每個網絡中的路由方式都是不同的，省時的路由方式或者是節能的路由方式，并且為了能夠滿足相關的網絡變化要求，所有的節點都能夠在兩個網絡中實現靈活的轉換。

在TECN網絡與EECN網絡的路由構建過程中，其構建方式是多種多樣的，并且不同的通訊子網可以構建不同的路由方式，本次研究中所采用的路由方式是最短跳數的方式，在TECN網絡中，如果選擇最短跳數的路由構建方式，為了有效的節省網絡時間，節點之間的通訊鏈路應該盡量應用較少的長距通訊鏈路組成。對于EECN網絡來說，如果選擇了最短跳數路由構建方式，其通訊路徑應該盡量采用較少的短距通訊鏈路組成，采用這種路由策略，對于網絡的能量的節約具有非常重要的作用。

2.雙網之間的有效轉換

通過構建雙網，無線傳感器網絡能夠在時間與能量上分別取得較好的成果，但是由于雙網的建立只是邏輯上的建立，在實際的無線傳感器網絡中的數據傳輸過程中，其傳輸過程中是通過哪個網絡進行傳輸是與當前的網絡狀態及數據信息自身的性質有關的，如果當前的狀態中，網絡對于節能性能具有較高的要求，數據的傳輸應該處于EECN網絡上進行傳輸，這對于節省網絡中的能量的消耗具有非常重要的作用，但是如果相關數據在傳輸的過程中，對于實時性具有較高的要求，數據的傳輸工作應該盡量的處于TECN網絡上，這能夠有效的減少網絡傳輸過程中的響應時間，更好的滿足實時性要求。

雖然雙網中的每個節點都可以實現雙網之間的轉換，但是只有處于時間有效的通訊鏈路的兩個端點之間的網絡切換才具有實際的意義，因此，雙網轉換工作中的關鍵節點是具有時間有效的鄰居節點。

3.觸發式通訊鏈路的管理

鏈路管理主要是指在無線傳感器網絡中，對一些特殊的通訊鏈路進行有效的管理，并在需要的時候對其予以有效的利用，這對于網絡中的通訊鏈路的利用率的提升具有非常重要的作用，在實際的應用中，要提升整個網絡的綜合利用率，需要根據實際的需求選擇時間有效通訊鏈路或者能量有效通訊鏈路，在觸發式通訊鏈路的管理工作中，會為每條需要實施管理的通訊鏈路設計一個觸發器，如果需要對相關的通訊網絡實施調整，將該觸發器觸發，相關的觸發器就會依據網絡中數據傳輸的實際情況來選擇最優的通訊鏈路，這對于通訊網絡的時間有效率及能量有效率的提升都具有非常重要的作用。

四、結束語

無線傳感器網絡在實際的應用中具有非常廣泛的應用范圍，基于雙網的通訊鏈路管理技術，對于無線傳感器網絡中的實時性及節能性能的提升都具有非常重要的作用，本文就針對此進行了簡單探討。

參考文獻

[1]楊卓靜，孫宏志，任晨虹.無線傳感器網絡應用技術綜述[J].中國科技信息，2010（13）.

[2]趙強利，蔣艷凰，徐明.無線傳感器網絡路由協議的分析與比較[J].計算機科學，2012（2）.

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關鍵詞：3G；車聯網；射頻識別；創新實驗平臺

作者簡介：周海燕（1977-），女，湖南邵東人，桂林電子科技大學信息與通信學院，工程師；覃遠年（1971-），男，廣西昭平人，桂林電子科技大學信息與通信學院，高級實驗師。（廣西 桂林 541004）

基金項目：本文系桂林電子科技大學教改項目“3G移動通信技術實驗課程的建設和開發”（項目編號：ZSH00503）、“應用型通信專業基礎實驗教學模式改革與研究”（項目編號：ZL230219）的研究成果。

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）04-0132-02

目前我國已經成為全球最大的汽車生產和消費國，[1]高速發展的傳感網和3G 網絡，得天獨厚的體制優勢，使中國有能力在全球率先應用汽車移動物聯網――車聯網（Internet of Vehicles）。車聯網已被列為我國重大專項寬帶移動通信研究方向之一。物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，通過信息交換和通信，實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。[2]車聯網是物聯網技術發展中的一個重點方向，是傳統的交通領域和通信信息技術領域深度融合的標志。[3]3G網絡為車聯網提供了網絡基礎，我國三大運營商已經建成覆蓋全國的基礎通信網，3G通信網絡提供了寬帶化的無線信息傳輸通道，并可以處理圖像、視頻流等多種媒體形式，這為建設車聯網提供了堅實的網絡基礎。車聯網也將為通信業提供巨大市場，它的應用和推廣，可以為3G網絡帶來龐大的用戶市場，并衍生出豐富的行業應用。本文結合3G通信技術和物聯網技術提出了車聯網實驗平臺的規劃建設思路，并就建設具體目標、方案、內容等進行了深入探討。

一、3G車聯網及關鍵技術

隨著互聯網及無線3G網絡技術的普及和完善，未來智能交通系統將是合理解決交通堵塞、快速處理交通事故、優化城市汽車流量的重要方式之一。[4]通過先進的通信手段將交通設施、交通工具、出行者、交通管理者等相關的交通因素聯結起來，實現交通運輸系統信息化、智能化。在掌握充分信息的情況下，出行者可以選擇出行方式和出行路線，或在出行途中實時改變出行方式及路線，以達到改善出行質量的目的。交通管理部門能夠進行合理的交通疏導、控制和事件管理；運輸部門可隨時掌握車輛的運行情況，進行合理地調度；而交通規劃部門則可以利用交通信息支持交通規劃決策、交通發展戰略決策等?；?G的車聯網就是通過裝載在車輛上的電子標簽、車載診斷系統、3G無線通信模塊以及安裝在道路兩旁的無線射頻識別、無線傳感等技術，實現在互聯網絡上對車輛屬性信息和動態信息的采集，并對車輛的運行狀態進行有效監管和提供綜合服務。車聯網系統中車輛作為終端節點，利用車載終端設備接入到車聯網，以獲取包括語音服務通訊、定位導航、車輛服務中心連接、移動互聯網接入、車輛第三方信息管理、車輛緊急救援、車輛數據和管理、車載娛樂等服務。[5]車聯網關鍵技術可以概況為以下幾點：[6]

1.通信及其應用技術

車聯網主要依賴短距離無線通信和遠距離的移動通信兩種技術。前者主要是RFID，無線傳感及WiFi等通信技術，后者主要是GPRS、3G、LTE-4G等移動通信技術。目前我國第三代移動通信網絡已經成型，考慮到移動通信網絡的覆蓋范圍和車輛的移動特性，第二代通信網絡和第三代通信網絡互為補充，為車聯網應用提供了基本網絡支撐。從通信的角度分析，車聯網終端設備可以看作高速移動通信終端。這兩類通信技術并不是車聯網獨有的關鍵技術，因此技術發展的重點主要是這些通信技術的應用，如高速公路及停車場自動繳費、無線設備互聯等短距離無線通信應用及VOIP應用（車友在線、車隊領航等）、監控調度數據包傳輸、視頻監控等具體應用。

2.語音識別與傳感信息整合

很多電子終端設計成手動操控模式，由于存在安全隱患，行車過程中操控終端系統受到極大限制。通過語音識別向車聯網發號施令索取服務，依靠聽覺接收車聯網反饋信息從而獲取提供的服務，這是最適合汽車這種快速移動空間的應用體驗。車聯網傳感器包括汽車傳感器和道路傳感器。車內傳感器提供關于車的狀況信息；車外傳感器就是用來感應如相對距離、外部環境等狀況，這些信息用來增強安全和輔助駕駛。道路傳感器用于感知和傳遞道路狀況信息，如車流量、車速、路口擁堵情況等，這些信息都能讓車載系統及時獲得關于道路及交通環境的信息。

3.智能車載終端與云計算融合

車聯網是一種智能化的新型網絡，車載終端必須采用開放的、智能的終端系統平臺，能包容不同的通信網絡，這就要求車聯網必須采用開放的網絡通信協議。相應協議研發應結合車聯網的實際特點，注重協議的運行效率，充分考慮信號處理識別、信息融合、網絡控制、數據安全傳輸等方面的內容。云計算將在車聯網中用于分析計算路況、大規模車輛路徑規劃、智能交通調度、基于龐大案例的車輛診斷計算等。車聯網和互聯網、移動互聯網一樣都要采用信息服務融合來實現服務創新、提供增值服務。整合信息和資源使車載終端獲得更合適、更有價值的服務，如呼叫中心服務與車險業務整合、遠程診斷與現場服務預約整合、位置服務與商家服務整合等。同時車聯網的開放性、包容性和匿名性帶來了一些不可避免的安全隱患。車聯網還應考慮防御網絡攻擊、保護個人隱私、確保數據傳輸準確等方面的關鍵問題。

二、3G車聯網創新實驗平臺建設思路[6]

教學及科研用3G車聯網實驗平臺的建設應遵循可靠性、開放性、可擴展性和先進性原則，總體設計應滿足實際實驗教學、科研開發及應用體驗的要求。圍繞培養學生的學習興趣、培養學生的動手能力和推動學?？蒲泄ぷ鞯饶繕?，構建實驗平臺要滿足基礎性教學實驗要求，提供實驗的真實環境、實驗設備、網絡拓撲以及詳實的操作步驟等，加深學生對移動通信與物聯網技術基礎理論知識的理解。另外，要緊密結合車聯網產業技術的發展，規劃和建設若干個具有行業應用背景的物聯網場景和實驗項目，以激發學生興趣，培養其工程應用、設計和管理的綜合能力。車聯網融合了多種技術，由于多學科的交叉融合和影響，新的技術創新成為可能。3G車聯網實驗平臺將構建射頻識別、無線傳感網、通信網絡、中間件技術及嵌入式技術等多種技術的平臺，為學?？蒲腥藛T提供一個開放的環境平臺支撐，并為開展具體的行業應用及交叉學科的教學研究提供技術支持。

三、實驗內容設置

1.基礎教學實驗內容

實驗室平臺方案整體實驗內容計劃將滿足移動通信與車聯網技術的基礎教學和實驗。3G移動通信在實驗設置上傾向于工程應用，如利用3G模塊進行遠程控制、視頻監控等。車聯網是物聯網的重要分支，因此實驗教學部分將開設與物聯網相關的教學實驗。為了激發學生的科研興趣，圍繞電子吊桿控制、ETC系統、模擬交通指揮系統、車輛定位和公交線路管理等設計出了更多的綜合應用設計擴展實驗。以下給出部分參考實驗題目及簡要內容。無線數據傳輸通信實驗：掌握3G無線通信傳輸協議和實現方式；有線、無線局域網混合組網實驗：了解車聯網的網絡組成及通信調試；WiFi無線接入點（AP）管理與配置實驗：了解車聯網無線網絡接入點知識；WiFi設備服務器管理與配置實驗：了解車聯網內設備聯網模塊知識；無線溫濕度傳感器數據采集實驗：以溫濕度傳感器為例掌握傳感器在車聯網內的應用；無線射頻識別（RFID）實驗：掌握射頻識別中電磁感應、數據交換等基本知識；模擬交通燈控制平臺實驗：模擬車聯網遠程交通管控；物流倉儲管理平臺實驗：汽車制造環節中倉儲物流流程；環境監測平臺實驗：模擬工廠、倉庫環境信息采集和處理；[7]視頻監控平臺實驗：模擬行車視頻、停車場、汽車制造物流視頻監控；車輛信息采集與管理實驗：采用RFID技術采集車輛信息及對車主信息進行管理。

2.車聯網應用綜合實驗系統

利用先進無線傳感技術、網絡技術、計算技術、控制技術、智能技術等組建一個車聯網系統，對道路和交通進行全面感知，實現多個系統間大范圍、大容量數據的交互，對每一輛汽車進行交通全程控制，對每一條道路進行交通全時空控制，為交通提高效率安全。圖1是車載智能終端及信息交互過程示意圖，車載終端利用3G模塊經過基站和通信傳輸網絡及服務中心構成完整的車聯網應用系統。在此平臺上可以模擬終端行車信息的采集，服務中心將有效的通行道路路況等信息及時傳送到終端，這樣實驗平臺就形成了一個綜合的車聯網應用體驗室?；谶@個平臺，可以擴展建設幾個常用的車聯網智能交通應用：[8]ETC系統、車載信息診斷系統、智能充電系統、智能交通指揮以及線路導航，這些模擬應用體驗加深了師生對車聯網技術的發展的理解，而且能夠支持新的智能交通課題開發。

四、結語

車聯網將在緩解城市交通堵塞、減少車輛尾氣污染以及減小車輛安全隱患方面發揮重要作用。日趨成熟的3G移動通信為車輛終端與道路交管系統保持實時通訊提供可靠保障。車聯網必將徹底改變人類出行模式，未來城市交通將告別紅綠燈、擁堵、交通事故、停車難等一系列問題。3G與車聯網實驗平臺的建設不僅助推了高校新興專業發展及創新人才的培養，而且促進了通信、汽車電子以及智能交通產業的進一步融合。

參考文獻：

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[4]楊景.車聯網：交通和信息業深度融合的動力[J].運輸經理世界，2011，（10）：95-96.

[5]顧振飛.一個改進的車聯網系統架構設計[J].電子世界，2011，

（15）：61-62.

[6]廣州飛瑞敖公司.車聯網實驗平臺及汽車制造物流模擬應用實驗室建設解決方案[Z].

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關鍵詞：WSN智能 無線網絡傳感器

在信息化社會，幾乎沒有任何一種科學技術的發展和應用能夠離得開傳感器和信號探測技術的支持。生活在信息時代的人們，絕大部分的日常生活與信息資源的開發、采集、傳送和處理息息相關。分析當前信息與技術發展狀態，21世紀的先進傳感器必須具備小型化、智能化、多功能化和網絡化等優良特征。

一、無線傳感器網絡的定義和特點

無線傳感器網絡可以看成是由數據獲取網絡、數據分布網絡和控制管理中心三部分組成的。其主要組成部分是集成有傳感器、數據處理單元和通信模塊的節點,各節點通過協議自組成一個分布式網絡,再將采集來的數據通過優化后經無線電波傳輸給信息處理中心。無線傳感器網絡具有以下特點：

1.硬件資源有限。WSN節點采用嵌入式處理器和存儲器，計算能力和存儲能力十分有限。所以，需要解決如何在有限計算能力的條件下進行協作分布式信息處理的難題。

2.電源容量有限。為了測量真實世界的具體值,各個節點會密集地分布于待測區域內,人工補充能量的方法已經不再適用。每個節點都要儲備可供長期使用的能量,或者自己從外汲取能量（太陽能）。當自身攜帶的電池的能量耗盡，往往被廢棄，甚至造成網絡的中斷。所以，任何WSN技術和協議的研究都要以節能為前提。

3.無中心。在無線傳感器網絡中,所有節點的地位都是平等的,沒有預先指定的中心, 是一個對等式網絡。各節點通過分布式算法來相互協調,在無人值守的情況下,節點就能自動組織起一個測量網絡。而正因為沒有中心,網絡便不會因為單個節點的脫離而受到損害。節點可以隨時加入或離開網絡，任何節點的故障不會影響整個網絡的運行，具有很強的抗毀性。

4.自組織。網絡的布設和展開無需依賴于任何預設的網絡設施，節點通過分層協議和分布式算法協調各自的行為，節點開機后就可以快速、自動地組成一個獨立的網絡。

5.多跳（Multi-hop）路由。WSN節點通信能力有限，覆蓋范圍只有幾十到幾百米，節點只能與它的鄰居直接通信。如果希望與其射頻覆蓋范圍之外的節點進行通信，則需要通過中間節點進行路由。WSN中的多跳路由是由普通網絡節點完成的。

6.動態拓撲。WSN是一個動態的網絡，節點可以隨處移動；一個節點可能會因為電池能量耗盡或其他故障，退出網絡運行；也可能由于工作的需要而被添加到網絡中。這些都會使網絡的拓撲結構隨時發生變化，因此網絡應該具有動態拓撲組織功能。

7.節點數量眾多，分布密集。WSN節點數量大、分布范圍廣，難于維護甚至不可維護。所以，需要解決如何提高傳感器網絡的軟、硬件健壯性和容錯性。

8.傳輸能力的有限性。無線傳感器網絡通過無線電波進行數據傳輸,雖然省去了布線的煩惱,但是相對于有線網絡,低帶寬則成為它的天生缺陷。同時,信號之間還存在相互干擾,信號自身也在不斷地衰減,諸如此類。不過因為單個節點傳輸的數據量并不算大,這個缺點還是能忍受的。

9.安全性的問題。無線信道、有限的能量,分布式控制都使得無線傳感器網絡更容易受到攻擊。被動竊聽、主動入侵、拒絕服務則是這些攻擊的常見方式。因此,安全性在網絡的設計中至關重要。

二、傳感器網絡的應用研究

1.環境的監測和保護

應用于環境監測的傳感器網絡，一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現場維護的優點。通過密集的節點布置，可以觀察到微觀的環境因素，為環境研究和環境監測提供了嶄新的途徑傳感器網絡研究在環境監測領域已經有很多的實例。這些應用實例包括:對海島鳥類生活規律的觀測；氣象現象的觀測和天氣預報；森林火警；生物群落的微觀觀測等:

洪災的預警：通過在水壩、山區中關鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災到來之前預警信息，從而及時排除險情或者減少損失。

農業管理:通過在農田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器，可以更好地對農田管理微觀調控，促進農作物生長。

2.軍事領域

由于無線傳感器網絡具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應用于惡劣的戰場環境中，使其非常適合應用于惡劣的戰場環境中，包括偵察敵情、監控兵力、裝備和物資，判斷生物化學攻擊等多方面用途。

3.一般應用

建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內，獲取室內環境參數，從而為居室環境控制和危險報警提供依據：

智能家居：通過布置于房間內的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環境。

建筑安全：通過布置于建筑物內的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器，發現異常事件及時報警，自動啟動應急措施。

智能交通:通過布置于道路上的速度、識別傳感器，監測交通流量等信息，為出行者提供信息服務，發現違章能及時報警和記錄。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器，特別是生物化學傳感器監測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。

三、傳感器網絡研究熱點問題和關鍵技術

傳感器網絡以應用為目標，其構建是一個龐大的系統工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個層面上都很多。對無線傳感器網絡系統結構及界面接口技術的研究意義重大。如果我們把傳感器網絡按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎層(傳感器集合)、網絡層(通信網絡)、中間件層、數據處理和管理層以及應用開發層。