無線傳感器網絡數據傳輸可靠性研究

馬廣明 李華 張井玲

摘? 要：隨著近年來科學技術不斷地發展，許多新型的設備相繼問世，大大地方便了我們的生活。在新科技的影響之下，傳感技術、數據傳輸技術、嵌入技術和通信技術取得了重大的進步，無線傳感器成為現代人們生活中必不可少的通訊設備，數據傳輸技術也變得更加方便。隨著社會競爭力的逐漸加大，為了滿足我們的生活，不得不加快我們生活的速度，無線傳感器作為目前為止最為靈巧方便的通訊設備，我們日常生活中使用的通訊設備中占絕大部分比例，所以我們要應用先進的科學技術手段，提高無線傳感器的實用性。本文將說明無線傳感器網絡數據傳輸的使用現狀，詳細地分析其影響因素，指出無線傳感器網絡數據傳輸方面存在的弊端，并提出針對性的改善建議。

關鍵詞：無線傳感器;網絡數據傳輸;傳感技術

中圖分類號：TN929.5;TP212.9? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）15-0190-03

Research on Reliability of Data Transmission in Wireless Sensor Networks

MA Guangming，LI Hua，ZHANG Jingling

（Shandong Huayu University of Technology，Dezhou? 253034，China）

Abstract：With the continuous development of science and technology in recent years，many new equipment has come out，greatly facilitating our life. Under the influence of new technology，significant progress has been made in sensor technology，data transmission technology，embedding technology and communication technology. Wireless sensor has become an indispensable communication device in modern people’s life，and data transmission technology has become more convenient. With the gradual increase of social competitiveness，in order to meet our life，we have to speed up our lives，wireless sensors as far the most nimble convenient communications equipment，the vast majority of the communications equipment we use in our daily lives，so we should apply advanced science and technology，to improve the practicability of wireless sensors. This paper will explain the current situation of data transmission in wireless sensor network，analyze its influencing factors in detail，point out the disadvantages of data transmission in wireless sensor network，and put forward some suggestions for improvement.

Keywords：wireless sensor;network data transmission;sensing technology

0? 引? 言

無線傳感器具有體積小、傳輸信息快的優點，但同時，由于組成無線傳感器的零件體積極小，自身儲存的能量并不能滿足長時間工作的需求，使得無線傳感器在人們日常生活中的實用率大大下降。無線傳感器在我們如今的生活中扮演著信息傳輸者的角色，人們不僅用它進行工作交流，進行工作中網絡文件的傳輸，在日常生活中也會利用它進行信息交流，使朋友之間的聯系更加密切。隨著社會的發展和科技的進步，人們的生活節奏普遍加快，為了讓工作效率跟得上工作進度，無線傳感器的使用頻率越來越高，但無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性會受到很多因素的影響，導致人們在實際的工作和生活中出現了很多不可避免的錯誤，進而影響了人們的工作效率和正常的生活。

1? 無線傳感器網絡數據傳輸的使用現狀以及影響因素

1.1? 使用現狀

由于無線傳感器的便利性，已經在全世界內投入使用。無數的無線傳感器在進行網絡傳輸時構成了一個巨大的無線傳感器網絡，這些無線傳感器就是無數的傳感器節點，各個節點之間通過自組織的方式進行網絡數據的傳輸，使得信息傳輸變得更加方便。無線傳感器網絡可以根據人為已經設定好的程序，對需要監測的數據進行實時監控，并隨時進行數據采集。在完成信息采集之后，無線傳感器本身會利用嵌入式技術對這些數據進行詳細地分析，將危險的數據或者與設定不符的數據進行特別標注，并進一步將分析的結果借助網絡信號通過無線傳感器網絡發送到客戶終端，使用戶了解和監測數據的真實情況。

無線傳感器網絡是一個相當大的自組織性網絡，每一臺無線傳感器都可以獨立地進行工作，這使得無線傳感器網絡具有很大的容錯能力。無線傳感器網絡巨大的容錯能力使得無線傳感器的適用范圍大大增加，因此我們可以將它充分地應用到惡劣的戰爭環境。我們可以在戰爭時應用無線傳感器網絡對敵方的戰略部署、真正的戰爭實力、物資狀態以及活動范圍和情況進行實時地檢測。并且可以在敵方的戰場上設置定點的無線傳感器監測系統，我方技術人員可以利用當今的科學技術，將這些無線傳感器傳輸回來的信息進行重新分析組合，對敵方的信息做大體的了解，從而有助于我方在戰場上取得優勢。

1.2? 影響因素

無線信號的質量對無線傳感器網絡數據傳輸的質量有決定性的作用。無線傳感器網絡與普通的數據傳輸網絡不同，無線傳感器在利用網絡進行數據傳輸時，必須要依靠無線傳輸網絡作為媒介，所以對網絡的質量有一定的要求。隨著近年來科學技術的發展，全球的很多地區已經實現了網絡覆蓋，但是在一些偏遠的地區，由于地理位置和交通情況的局限使得網絡信號遲遲不能覆蓋，導致人們在這些地方進行數據傳輸時的錯誤率增加，并且可實現程度較小。現在我國的人口眾多，與現有的土地資源完全不符，為了拓寬土地資源，增大人類的活動面積，許多地方都建造了地下商城。地下商城由于地處地下，與網絡覆蓋范圍之間隔著厚厚的土層，導致網絡信號并不能完美地通過障礙進入地下商城，使得建造在地下的辦公區域在利用無線傳感器進行網絡數據傳輸時的錯誤率增加。

無線傳感器內嵌構件能量儲存量的局限性限制了無線傳感器網絡使用的實用性。無線傳感器之所以能夠很快地引領無線傳輸數據的潮流，其中很大一部分原因是無線傳感器的輕便性。為了方便人們的使用，無線傳感器在設計的時候充分地使用了內嵌技術，使得更加輕便、小巧的構件完美地嵌入了無線傳感器中。但構件小巧的體積同時也很大程度上限制了能量的儲備。無線傳感器在進行網絡數據傳輸時，不僅需要依靠無線傳輸網絡作為媒介，還需要借助內部自身儲存的能量作為傳輸依托。無線傳感器自身的能量儲存的局限性使得無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性大大降低，人們在使用無線傳感器進行網絡數據傳輸的時候，很可能會在中途因為傳感器能量枯竭的原因導致傳輸中斷，甚至會丟失數據，影響工作效率，造成的經濟損失。

2? 無線傳感器網絡傳輸數據方面存在的弊端

2.1? 無線傳感器自身的能量分布不合理，使得能量的消耗速度加快

無線傳感器自身的體積較小，各個構件內能夠儲存的能量都是有限的。現在人們為了加快工作的效率，使用無線傳感器網絡進行數據傳輸變得越來越頻繁，無線傳感器自身的工作時間也越來越長。任何事物都逃不過自然規律，都有自己的使用壽命。使用頻率增多，使得無線傳感器的使用壽命大大縮短，影響了無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性。隨著時代的發展和社會經濟水平的增長，帶來的弊端便是人類對資源的節約意識越來越淡薄。現在我們在使用無線傳感器時，經常出現無線傳感器長期開機卻始終處于做無用功的狀態，使得無線傳感器自身的能量消耗速度加快，對無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性造成影響。

2.2? 無線傳感器網絡受外界影響因素的影響較大，使得信息傳輸的風險加大

無線傳感器網絡是由無數的無線傳感器組成的，無線傳感器之間并沒有太大的聯系，所以獨立性較強。無線傳感器網絡在進行數據傳輸時，需要借助網絡信號作為媒介，所以網絡信號的質量對無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性具有決定性的作用。無線網絡信號的質量并不是一成不變的，它不僅會因人為的因素而遭到破壞，還會因突發的自然災害而受到影響。當自然天氣突變時，無線傳感器網絡的質量會大大下降，進而影響到數據的傳輸。并且無線傳感器網絡的質量還會受到磁場的影響。如果無線傳感器在進行網絡數據傳輸時周圍有較強的磁場，數據傳輸的準確性會大大下降，進而影響到無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性。

2.3? 無線傳輸網絡的傳輸速度相比有線傳輸的速度較慢

無線傳感器網絡相比有線傳輸來說，雖然具有便于攜帶、便于傳輸的特點，但傳輸速度也相對較慢。現在社會的競爭力越來越大，要想成為行業內的佼佼者，不僅要不斷地提升自己的綜合實力，還要提高自己的工作速度。無線傳感器網絡的質量會受到各種外界因素的影響，使得傳輸速度不穩定，相對有線傳輸數據的傳輸速度較慢，從硬性條件上降低了我們自身的綜合實力，減慢了文件的傳輸速度，影響了人們的工作效率，使得無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性大大降低。

3? 針對無線傳感器網絡傳輸數據方面存在的弊端提出的改善建議

3.1? 應當運用科學技術手段將無線傳感器中的能量合理分配

為了盡可能地延長無線傳感器的使用壽命，我們應當限制自己使用它的場合。在辦公室內或家中進行數據傳輸時，盡量使用有線的傳輸設備，縮短無線傳感器的運行時間。為了節約無線傳感器自身的能量，應當在內嵌的構件中設計自動關機的程序，當無線傳感器在一定的時間始終處于做無用功的狀態時，自身應當啟動自動關機程序，在完整地保留當前無線傳感器內已有數據的基礎上關閉機器，節約設備內自身的能量，延長無線傳感器的使用時間，提高無線傳感器網絡傳輸數據的可靠性。

3.2? 應當加大資金投入力度，拓寬全球無線網絡的覆蓋范圍

無線傳感器網絡的質量會受到磁場的影響這一條件是不可避免的，我們只能通過其他方法來加強無線傳感器網絡的覆蓋范圍，使得無線傳感器在人們的日常生活和工作中的適用范圍拓寬。無線網絡的覆蓋范圍是人為決定的，要想讓全球盡快實現大范圍的網絡覆蓋，就必須加大對網絡信號覆蓋項目的投資力度，使得偏遠的地區也能盡快實現網絡信號覆蓋。

3.3? 技術人員應當改進無線傳感網絡的質量，加快無線傳輸的速度

無線傳感器網絡的數據傳輸速度相對有線傳感器網絡數據傳輸的速度較慢，不僅是因為無線傳感器網絡的質量會受到外界各種隱私的因素的影響，很大一部分原因還是源于自身的質量不高。要想加快無線傳感器網絡數據傳輸速度，就必須從改進網絡的質量開始，加大對無線傳感器網絡建設的投資力度，不僅要充分地利用現有的科學技術，更重要的是要發現導致數據傳輸速度慢的原因，從而對癥下藥，徹底地解決問題，從根本上提高無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性。

4? 結? 論

無線傳感器網絡數據傳輸的可靠性直接關系到了數據傳輸的質量和速度，甚至關系到了文件本身的質量。數據傳輸在我們日常生活中使用的領域已經極為廣泛，人們可以利用無線數據進行工作和生活中文件的傳輸和信息的交流。無線傳感器的便攜性使得它更加利于攜帶，也更加頻繁地應用于戶外出差。隨著無線傳感器在我們日常的生活和工作中被使用得更加頻繁，其缺點也逐漸地暴露在人們眼前。為了以后無線傳感器網絡具有更強的實用性，可以大范圍地應用于我們的工作和生活，我們應當積極地利用科學技術手段來解決這些缺點，使得無線傳感技術更加適用于它的工作范圍。缺點是有限的，但智慧是無限的，我們要用自己無限的智慧來應對這些有限的缺點。

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作者簡介：馬廣明（1990-），男，漢族，山東德州人，教師，助教，碩士，研究方向：計算機科學與技術;李華（1991-），女，漢族，山東泰安人，教師，助教，碩士，研究方向：工業信息化;張井玲（1991-），女，漢族，山東棗莊人，教師，助教，碩士，研究方向：高等教育。