基于无线传感网的物联网应用技术分析论文

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　　摘 要： 目前,随着社会经济的发展,我国物联网产业也到了快速发展阶段,伴随着物联网所需要接入的生产、操作设备 增多,给业务系统访问底层物联网设备造成了非常大的影响,甚至严重阻碍了物联网应用技术的发展,但在一定程度上满足了业 务系统的需求,为了深入了解无线传感网在物联网应用技术上的应用,本文将对无线传感网进行简单的分析,让人们了解无线传 感网,其次为让人们更好地了解无线传感网在物联网应用技术中的操作原理,本文将找出一些无线传感网在物联网应用技术中的 实例,供人们探讨。为了无线传感网更好地服务物联网应用技术,笔者将利用一套无线传感网的物联网数据采集系统,对整套 系统进行分析,了解系统的总体构架,得出物联网应用技术的总体层次构建,为无线传感网的物联网应用技术分析提供帮助。


　　(Shanxi Vocational University of Engineering and Technology, Jinzhong Shanxi 030619)

　　【Abstract】： At present, With the development of the social economy, China's Internet of Things industry has also reached a rapid development stage, with the increase of production and operation equipment needed to access the Internet of Things, has had a huge impact on business systems to access the underlying iot devices, it has even seriously hindered the development of the application technology of the Internet of Things, but to some extent, it meets the needs of the business system, to deeply understand the application of wireless sensor network in the Internet of Things application technology. In this paper, a simple analysis of the wireless sensor network, let people know about wireless sensor networks. Secondly, in order to let people better understand the operation principle of wireless sensor network in the application technology of the Internet of Things, this paper will find out some examples of wireless sensor network in the Internet of Things application technology, for people to explore. In order to better serve the IoT application technology of wireless sensor networks, the author will use a set of wireless sensor network of the Internet of Things data acquisition system to analyze the whole system, understand the overall architecture of the system, and conclude that the overall level construction of the Internet of Things application technology, to help with the technical analysis of the Internet of Things application of the wireless sensor network.

　　【Key words】：wireless sensor network;Internet of Things application technology;business system

　　一、全球REITs发展概述

　　近年来, 物联网行业迅速发展, 并改变着人们的生 活,也逐渐成为我国未来网络发展的重要环节,物联网 应用技术的应用非常广泛,其中包括智能家居设备、监 控设备等都需要物联网技术来实现。当前我们国家的网 络技术还不是特别的发达,因此在物联网的部署和维护 成本方面比较复杂,在物联网的业务系统中很难实现数 据资源的整合,为促进互联网的进一步发展,构建一个安全有效的互联网应用平台,需要利用无线传感网,无 线传感网的应用能够最大程度地降低物联网结构的开发 成本,提高开发效率。


　　1 物联网与无线传感网概述

　　物联网应用技术是世界信息产业之后的第三个浪潮, 物联网应用技术的前景广泛,有巨大的产业市场。在经济 全球化背景下, 世界所有的发达国家都大力推进物联网应用技术的发展,我们国家也不例外,在教育方面非常重视 物联网应用技术,把物联网应用技术作为国家战略性新兴 产业发展已是重中之重,物联网应用技术涉及产业链长, 通信网络安全、信息系统集成以及自动控制等多个领域需 要多方面的配合,尤其是无线传感网的配合,从长远发展 的角度来看,物联网应用技术将会带动多产业的发展 [1]。

　　经过笔者了解,物联网应用技术可以分为三层体系 结构,其中包括感知层、网络层以及应用层。感知层主 要是通过各种传感器和网关构成 ;网络层主要是由云计 算和局域网进行组成 ;应用层主要是物联网和用户的接 口,它能够为手机、平板等终端设备提供应用服务,实 现物联网的智能应用,从而满足用户的需求。

　　当今社会物联网应用技术的产业链包括无线传感网 和芯片供应。在无线传感网中, RFID 协议起着非常重要 的支撑作用, 而无线传感网络也能够根据复杂的地形和布 局,形成一个大规模耗能有限的局势系统。在无线传感网 络的每一个节点都有不同类型的传感器来查看温度、湿 度、压力、光强等情况,利用协作的方式将 Cancer 的各 种数据汇集给管理者, 让管理者能够在任何时间获取信息, 使无线传感网络能够为物联网的发展奠定坚实的基础。

　　无线传感器网络主要是由 3 个节点构成的 ：(1)传 感器节点,这个节点主要就是进行数据采集,在数据采 集完成后及时的上报给汇聚节点 ;(2)汇聚节点,在这 个节点中无线传感网主要是负责连接各个传感器节点所 组成的监测网络、用户信息以及其他网络 ;(3)任务管 理节点,该节点的主要工作就是收取由汇聚节点所总结 的监测网络的传感器信息,对传送来的数据进行处理并 向网络设备发送命令,最终实现网络的指示和操作。

　　目前信息技术的三大支柱包括无线传感网通信技术和 计算机技术, 当今社会最不可缺少的信息采集手段就是信 息系统和各种信息装备无线传感网络水平的高低直接影响 到信息技术水平的发展,随着我国科学技术的发展,无线 传感网已经深入到人们的生活中,便利了人们的生活。目 前许多先进的技术都用到无线传感网, 这种新型的无线传 感网让物联网应用技术进入了一个新的发展时代。

　　无线传感网与传统计算机网络相比有一定的相同之 处,主要表现在无线传感器网是分层处理工作的,每个 层次都需要选适合自身特点的方法来实现技术应用。

　　2 物联网与无线传感网异同

　　2.1 物联网与无线传感网的不同点

　　2.1.1 包含层次不同

　　在网络世界的物联网中无论什么物品都有一个属于 自己的识别码,不论在什么样的环境下物体都能同其他 物体进行互联,与互联网不同,互联网最大的特点就是

　　能够将真实的物理世界同虚拟的信息世界进行结合,在 网络世界中物联网是一种针对性较强,起到“物物相 连”的作用,而无线传感网则是一个无线通信协议通过 传感器作为通信的节点,这种无线传感网属于小规模的 网络互联,其并没有针对性。

　　2.1.2 识别方式不同

　　物联网应用技术与无线传感网的识别方式不同,无 线传感网的识别方式主要是识别信号并不是识别物体, 而物联网的识别方式要比无线传感网的识别更广,物联 网应用技术的识别可以感知到物体的具体状况,从而形 成一种区域网络。

　　2.1.3 目标特征不同

　　在网络世界的具体应用中,物联网应用技术的检测 主要表现在已经知道一个物体,而无线传感网在检测过 程中主要检测的是位置物体的温度、光照以及压力物体 大小等情况。无线传感是不针对任何特定事物的检测,而 物联网的检测主要是具有针对性的起到信息共享的效果。

　　2.1.4 覆盖面积不同

　　当今网络社会无线传感网也应用到了人们的生活中, 比如温度传感器能够有效地检测环境的温度,防盗网能 够及时的监测周围出现的陌生情况,这表明无线传感网 技术在社会上已经取得了非常大的成果。物联网应用技 术在一些特定的领域上的技术应用还不是很成熟需要不 断的进步,除此之外,在生活中并不是所有的事物都需 要互联,也并不是所有的事物都能互联,因此,物联网 应用技术仍有很大的发展空间 [2]。

　　2.2 无线传感网和物联网的相同点

　　在网络世界中,物联网应用技术与无线传感网之间 既然能够相互促进,共同完成工作,那么两者之间一定 有共同点,主要体现在无线传感网和物联网应用技术的 原理都是进行智能系统识别和感应,无线传感网和物联 网之间的本质都是网络,能够在现实生活中对物体进 行感知。在物联网中 RFID 是最关键的技术,这种技术 在无线传感网中也有外延, RFID 协议也能够在无线传 感网中作为无线通信的主要协议,而物联网中 RFID 协 议可以形成传感技术,在运输过程中能够感知物品的温 度,湿度。由此看来,无线传感网和物联网应用技术在 RFID 协议下可以进行相互转换,在日常应用中无线传感 网能够单独使用,也可以作为物联网应用技术配合使用, 但无线传感网配合物联网应用技术能发挥最大的效果。

　　3 无线传感网在物联网应用技术中的应用现状

　　当前社会中处于科技发展的高速时期,信息时代影 响着人们的生活,尤其是在无线传感网的物联网应用技 术起到的作用越来越显著,在日常生活中,人们只有利用好无线传感网的物联网应用技术才可以使生活更加便利,积极的无线传感网的物联网应用技术深入生活,能够极大地提高人们的生活质量。当今社会无线传感网的受众非常多,因此无线传感网,在物联网应用技术中的地位也逐渐上升,大部分网络研究人员都将经费投入到无线传感网下物联网应用技术中,并取得了成果。例如为了实现物联网应用技术,首先可以同任何物品进行连接的情况, 出现了蜂窝网络同无线传感网融合的互联网应用技术,相关研究显示,只有通过蜂窝网络才能实现物品之间的连接,该网络的出现能够同无线传感网技术相连接从而提供一个供人们参考的模板。其次就是利用无线传感网和物联网应用技术, 对农田的情况进行勘测,将一些地理信息系统、卫星定位以及遥感等先进的科学技术融入到无线传感网基础的物联网应用技术上,实现对农田的监测,同时也为精准农业智能检测提供科学技术支持。除了对农业的勘察,还可以应用到医疗卫生方面,在无线传感网的基础下使用物联网应用技术, 推出高精度可携带的医疗卫生设备进入患者的体内, 对患者身体情况进行实时的监测, 并通过节点的方式传送到电脑上帮助医生更好地了解患者体内情况, 这种先进的医疗技术具有广阔的临床前景。然后就是针对无线传感网节点的特点提出一种能量均衡路由算法,该算法能够从一个新的方向研究物联网应用技术中能量均衡问题。最后就是在无线传感网的基础上进行互联网应用技术所创造出的智能家居,该项目成果是将 ZigBee、GPRS 以及嵌入式相结合,为无线传感网基础下的物联网应用技术提供更多的可能。

　　4 无线传感网背景下物联网应用技术的情况

　　4.1 系统总体设计

　　大部分的工厂为了保证场内的安全都需要安装许多视频设备和传感系统,主要为了实时监控工厂内的情况。工厂内使用无线传感网将所有的数据送到服务端,再通过通讯的方式将数据打包进行数据分析,识别危险后立刻做出报警的操作或将提示信息发送到管理员的手机,以避免事故造成经济损伤。

　　4.2 系统详细设计

　　无线传感网背景下的物联网应用技术主要是将传感网内的数据进行打包融合,在融合之后将通过互联网发送数据。无线传感网遍布工作的任何一个角落,会在某一地点进行独立工作,最后将零散的工作进行汇总之后,通过格式化利用网络将数据传输到管理人员的手机上 [3]。

　　4.2.1 拓扑结构

　　无线传感网络拓扑结构主要是对网络中的硬件设备进行连接,在无线传感网下的物联网应用技术主要是进行独立工作,互不影响的,因此,对系统性能要求非常高,在工作过程中需要采用星型拓扑结构。

　　在日常生活中无线传感器网络的应用成本较低,且 覆盖面极广,还可以根据用户的需求对整个系统进行修 改,但无线传感网受成本和信号的影响,当前社会上的 无线传感网只存在有线信号和有限计算能力的影响。多 种传感器的组合应用有利于提高探测物体的性能指标。 通过观察其中几个传感网的情况,可以看到移动监测的 节点对网络拓扑结构的影响,能够帮助调整并有效地消除探测区域内的阴影和盲区。无线传感网络的节点能够 通过节点地址来定位节点,这样用户就可以了解到自己 邻近节点的位置和标识,无线传感网通过相邻节点之间 的相互协作来进行通信和处理信号,具有非常强的协作 性。如果在无线传感网分布较差的情况下,用户将没有 办法使用电缆进行供电,在这个过程中就需要使用电 池,但电池的电量是受限的,无线传感网的功率也受 限,因此需要确保能够工作一定的时间。

　　4.2.2 数据链路层

　　在连接过程中,数据链路层主要承载的是物联网的 网关,在整个系统操作过程中物联网网关发挥着非常重 要的作用,不仅需要对感知网络进行连接、对感知数据 进行收集,还需要对数据进行传输,从而实现不同网络 形式之间的协议转换工作。

　　4.2.3 数据存储控制层

　　在整套系统中,数据存储控制层需要同服务器进行 直接的工作对接。在系统工作中,数据存储控制器需要 实时的监听端口预设物联网网关所发来的数据,必须要 通过数据存储控制层进行运输,在接收数据中,一旦发 现数据异常,将立刻发送预警信息给管理人员。

　　5 结语

　　综上所述,无线传感网基础上的物联网应用技术能 够提高整个服务系统的性能和优化系统, 其结构具有非常 广阔的发展前景。在生活中物联网应用技术改变着人们的 生活,使人们的生活更加便利,同时也促进了国家信息基 础建设,推动国家信息化进程的发展。未来物联网应用技 术会面临许多机遇和挑战, 需要广大网络研究人员共同努 力,构建安全的数据传输通道和强大的网络管理系统。

　　参考文献

　　[1] 王三山.基于ZigBee技术的户外农作物无线传感网的设计 [J].物联网技术,2021.11(10):33-35+37.
　　[2] 时磊.基于GS-LINK无线传感网技术的智能照明系统解决方 案[J].光源与照明,2021(S1):33-35.
　　[3] 续晓燕.基于“实境式”视角下的教学资源库建设路径— 以《无线传感网应用开发》为例[J].科技视界,2020(25):109-110.

 
 
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