計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸探討

趙偉

摘要：文章主要從計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)概述的角度出發(fā)，討論了無(wú)線傳感網(wǎng)的過(guò)程和結(jié)構(gòu)，闡述了計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸階層，深入分析了無(wú)線傳感網(wǎng)的感知層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層，最后對(duì)計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了敘述，并從不同角度進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)融合

隨著計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的提升，其在軍事領(lǐng)域、智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面得到了有效的應(yīng)用，所以，為了保障無(wú)線傳感網(wǎng)的應(yīng)用質(zhì)量，基于數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，要進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和傳輸效率，積極開(kāi)發(fā)和研究提供的傳輸方案，在保障數(shù)據(jù)傳輸安全有效的同時(shí)保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎途_性，對(duì)此要積極應(yīng)用不同的方式和方法，從而為計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸提供有效的保障。

1 計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)概述

1.1 計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)概況分析

計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)可以將不同的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后實(shí)施有效的傳輸，包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)傳輸3部分，當(dāng)下應(yīng)用的計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)主要由以下幾部分構(gòu)成，分別為終端管理平臺(tái)、外部網(wǎng)絡(luò)、匯聚節(jié)點(diǎn)以及傳感器節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，傳感器節(jié)點(diǎn)的作用是獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)，然后利用多跳技術(shù)將數(shù)據(jù)向匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸，然后匯聚節(jié)點(diǎn)利用衛(wèi)星通信、公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)等通信方式向管理節(jié)點(diǎn)實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸，最終終端的用戶(hù)會(huì)收到管理節(jié)點(diǎn)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。

1.2 計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

首先是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，當(dāng)下無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)主要以路由和多路訪問(wèn)控制（Multiple Access Control， MAC）協(xié)議為主，因?yàn)闊o(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)對(duì)通信能力、儲(chǔ)存能力以及計(jì)算能力要求比較高，所以相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)比較困難。其次是定位技術(shù)，該技術(shù)作為無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要組成部分，能夠有效地實(shí)施節(jié)點(diǎn)位置的定位于采集，由于無(wú)線傳感器會(huì)隨機(jī)部署網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所以要依照節(jié)點(diǎn)的定位來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。最后是數(shù)據(jù)的融合和管理技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，要保障數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程的節(jié)能，所以，要有效融合計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和儲(chǔ)存能力，從而有效去除冗余，保障整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程的節(jié)能。

2 計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸階層分析

隨著科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新，無(wú)線傳感網(wǎng)得到了快速發(fā)展，尤其是數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，在很多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用和意義，比如農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等，都能夠精確地獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時(shí)也給無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸提出了更高的要求，依照不同的研究?jī)?nèi)容，計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)狀主要涉及以下幾點(diǎn)。

2.1 無(wú)線傳感網(wǎng)感知層分析

針對(duì)數(shù)據(jù)采集端的研究，很多大型的網(wǎng)絡(luò)企業(yè)都進(jìn)行了深入的研究，并且探索開(kāi)發(fā)了許多類(lèi)型的硬件平臺(tái)，并且在硬件平臺(tái)當(dāng)中融入了很多成熟的技術(shù)，在無(wú)線傳感網(wǎng)當(dāng)中，要想保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)揮著重要作用，因此，在實(shí)際的研究和應(yīng)用當(dāng)中，針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)主要涉及以下幾部分，分別為傳感器節(jié)點(diǎn)的失效率、平均使用壽命、使用壽命與可靠度，通過(guò)以上幾點(diǎn)來(lái)有效地保障傳感器節(jié)點(diǎn)的有效性，因此，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，要保障傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2.2 無(wú)線傳感網(wǎng)鏈路層分析

數(shù)據(jù)在鏈路之間傳輸?shù)目煽啃詫?duì)于無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行云痍P(guān)鍵性作用，在提升數(shù)據(jù)傳輸可靠性過(guò)程中，傳統(tǒng)的方式是利用重新傳輸或增加冗余來(lái)實(shí)施，在應(yīng)用無(wú)線傳感網(wǎng)時(shí)，重傳現(xiàn)象主要有以下兩點(diǎn)：（1）上游的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交荆缓笥苫景l(fā)出通知進(jìn)行確認(rèn)，當(dāng)確認(rèn)通知輸送到采集節(jié)點(diǎn)以后就表示數(shù)據(jù)傳輸成功，一旦確認(rèn)通知發(fā)送失敗，采集節(jié)點(diǎn)沒(méi)有獲取到通知，則需要在一定時(shí)間內(nèi)向基站再次發(fā)送數(shù)據(jù)。（2）在實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，每一個(gè)階段都需要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)，一旦確認(rèn)通知沒(méi)有傳輸給節(jié)點(diǎn)，則數(shù)據(jù)傳輸可認(rèn)為是不成功，則數(shù)據(jù)會(huì)從上一個(gè)節(jié)點(diǎn)重新實(shí)施傳輸。以上兩種傳輸方式都能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和效率的提升，但是在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，一旦網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)生失誤，無(wú)論數(shù)據(jù)如何上傳都會(huì)以失敗告終。通過(guò)對(duì)兩種不同傳輸?shù)姆绞綄?duì)比能夠看出，冗余在丟包率低的前提下要比重傳方式有優(yōu)勢(shì)，如果出現(xiàn)丟包率比較高的現(xiàn)象，則以上兩種傳輸方式都不能保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2.3 無(wú)線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層分析

首先是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層分析，和傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)要想提升網(wǎng)絡(luò)的生命周期，要在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中平衡節(jié)點(diǎn)的能量，并且要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和容錯(cuò)率進(jìn)行深入的探究。目前，在對(duì)網(wǎng)絡(luò)層實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸方面的研究和分析已經(jīng)有了明顯的成果，例如數(shù)據(jù)融合隱私保護(hù)、可靠性數(shù)據(jù)傳輸路徑評(píng)估等，這些方式都能夠有效提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率，同時(shí)路由協(xié)議擴(kuò)展在應(yīng)用時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)路由的多個(gè)路徑，該方式能夠有效檢測(cè)鏈路的質(zhì)量，從而根據(jù)實(shí)際的分析選擇最優(yōu)的路徑。無(wú)線傳感網(wǎng)的應(yīng)用層涉及大量的軟件，這些應(yīng)用層的軟件能夠?qū)嵤┤蝿?wù)的監(jiān)測(cè)，在應(yīng)用這些軟件過(guò)程中，能夠分析和處理終端的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的完整性，同時(shí)，通過(guò)分析獲取的最終數(shù)據(jù)可以幫助決策者作出最終的判斷和決定。

3 計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸探究

因?yàn)闊o(wú)線傳感網(wǎng)在應(yīng)用過(guò)程中存在能量有限、通信能力有限、存儲(chǔ)能力有效以及計(jì)算能力有限等，所以，在應(yīng)用無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的需要借助相應(yīng)的技術(shù)，但是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)難以滿足無(wú)線傳感網(wǎng)的需求，因此針對(duì)性地探究出以下幾方面數(shù)據(jù)。

3.1 無(wú)線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合傳輸分析

在無(wú)線傳感網(wǎng)實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，數(shù)據(jù)融合技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。依照數(shù)據(jù)相關(guān)性實(shí)施數(shù)據(jù)的融合，無(wú)線傳感網(wǎng)在數(shù)據(jù)融合時(shí)如果是依照數(shù)據(jù)的相關(guān)性來(lái)實(shí)施，其中主要包括以下幾種融合類(lèi)型：（1）依照時(shí)間相關(guān)性來(lái)實(shí)施數(shù)據(jù)融合，該類(lèi)型融合方式會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)間片的周期性特征來(lái)實(shí)施，所以能夠融合得到的感知數(shù)據(jù)。（2）依照空間的相關(guān)性實(shí)施數(shù)據(jù)融合，比如不同數(shù)據(jù)的地理位置關(guān)系實(shí)施融合。

（3）依照時(shí)空相關(guān)性來(lái)實(shí)施數(shù)據(jù)融合，該數(shù)據(jù)融合類(lèi)型會(huì)依照獲取數(shù)據(jù)的空間、時(shí)間來(lái)實(shí)施。依照路由來(lái)融入數(shù)據(jù)，應(yīng)用路由進(jìn)行數(shù)據(jù)融合時(shí)，其主要發(fā)揮兩方面作用：第一，當(dāng)融合網(wǎng)數(shù)據(jù)以后再傳輸數(shù)據(jù)；第二，在傳輸路徑當(dāng)中尋找最優(yōu)的路徑。通過(guò)以上兩種融合方式能夠促進(jìn)無(wú)線傳感網(wǎng)中冗余數(shù)據(jù)的傳輸量，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康摹?/p>

3.2 無(wú)線傳感網(wǎng)虛你支數(shù)據(jù)過(guò)濾傳輸分析

在應(yīng)用無(wú)線傳感過(guò)程中，傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，但是該過(guò)程會(huì)導(dǎo)致傳感器節(jié)點(diǎn)被暴露在數(shù)據(jù)環(huán)境當(dāng)中，一旦傳感器節(jié)點(diǎn)被網(wǎng)絡(luò)不良分子妥協(xié)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿荑€會(huì)被竊取，這些不法分子會(huì)向網(wǎng)絡(luò)輸送虛假信息，從而給終端的管理人員提供虛假的決策信息，甚至?xí)档驼麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中節(jié)點(diǎn)能量。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)不法分子會(huì)將截取、修改以及偽造數(shù)據(jù)，因此，針對(duì)該類(lèi)情況的發(fā)生要及時(shí)有效的應(yīng)用虛假數(shù)據(jù)過(guò)濾技術(shù)，依照不同的需求，虛假數(shù)據(jù)過(guò)濾和識(shí)別技術(shù)主要包括以下幾類(lèi)，首先是依照數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿荑€分為以下兩種：第一種是將同樣的密鑰信息來(lái)加密傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并且要驗(yàn)證數(shù)據(jù)包，驗(yàn)證主要是利用密鑰信息，該類(lèi)數(shù)據(jù)識(shí)別過(guò)濾技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)單，計(jì)算比較簡(jiǎn)便，可以有效降低網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用率。第二種是公開(kāi)密鑰的識(shí)別過(guò)濾技術(shù)，該技術(shù)會(huì)驗(yàn)證、加密傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，而加密和驗(yàn)證的密鑰不同，該技術(shù)在應(yīng)用時(shí)能夠大大提升數(shù)據(jù)的安全性，但是針對(duì)一些能量有限、計(jì)算能力差以及儲(chǔ)存量小的無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，該方式比較不適用。依照數(shù)據(jù)的處理方式可以分為以下兩種數(shù)據(jù)過(guò)濾識(shí)別方法：第一種是溯源虛假信息過(guò)濾，無(wú)線傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)會(huì)標(biāo)記傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)告，而標(biāo)記是概率性事件，該方法來(lái)實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中會(huì)將網(wǎng)絡(luò)中被獲取的節(jié)點(diǎn)和攻擊的節(jié)點(diǎn)徹底排除掉，但該方法對(duì)儲(chǔ)存空間有要求，同時(shí)會(huì)另外對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包包頭進(jìn)行一定的限制，綜合來(lái)說(shuō)不利于無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩裕獙?duì)其實(shí)施進(jìn)一步的研究。第二種是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的虛假信息過(guò)濾，該方法驗(yàn)證傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在不同轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)輸送時(shí)，虛假信息會(huì)被過(guò)濾掉，該方法在實(shí)際的應(yīng)用中能夠?qū)⒋蟛糠值奶摷傩畔⑦^(guò)濾掉，所以整體效果比較理想。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升，以及科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，人們生活質(zhì)量和工作效率得到快速提升，大量的電子產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的普及和應(yīng)用，針對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，利用無(wú)線傳感網(wǎng)能夠有效實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和接受，并且能夠保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率，所以，依照物聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷完善和健全，計(jì)算機(jī)無(wú)線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定新、質(zhì)量以及效率將會(huì)大幅度提升，并且在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中，無(wú)線傳感網(wǎng)必將朝著準(zhǔn)確、安全、快速的方向繼續(xù)發(fā)展和前進(jìn)。

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