酗矮镊来理矿传感器网络支撑技术综述朱星海曲阜师范大学日照校区计算机科学学院２７６８２６摘要：无线传感器网络的出现，产生了许多新型应用。而为了支撑各种各样的应用，需要范围广且复杂的实现技术。作为一个多学科交叉领域，无线传感器网络方向具有大量的应用及相应支撑技术。关键词：无线传感器网络协议基础支撑技术随着微电子技术、计算机技术、半导体技术、传感术，是一种全新的信息获取和处理技术。ＷＳＮ由部署在器技术和无线通信技术的飞速发展，出现了一种新犁的检测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线网络技术——无线传感器网络技术ｆｗｓＭ。与传统无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的通讯网络ＡｄＨｏｃ网络相比，ＷＳＮ的自组织性、动态性、是协作的感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的可靠性和以数据为中心等特点。信息，并发送给观察者。１．无线传感器的概念２．无线传感器网络的通信问题无线传感器网络（ＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋ，ｗＳ№综（１）路由协议合了传感器、嵌入式计算、分布式处理和无线通信等技路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到定义３．换作０ｉ（Ｒｉ，Ｃｉ）和ｏｊ（Ｒｊ，ｑ）是不冲突的，当且在资源上保持锁的时间，从而允许更多的互斥操作。其仅当Ｃｉ和ｑ不相关，或者ｏｉ和ｏｊ同时为查询操作，次。多数选择语句的性能问题都市没有合适的索引，或或者同时为删除操作，或者同时为插入操作。者即使有索引但为利用索引锁导致的。２．４并发控制机制２）通过建立索引，从而也就避免了在表中的所有根据我们提出的ＳＱＬ事务模型和相关算法，结合行或整个表上保持锁。使用尽量短的事务。尤其是要避２ＰＬ并发控制方法，设计并发控制机制免在事务执行期间以用户交互。这样可以减少锁的保持Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ－Ｌｏｃｋｉｎｇ。时间。对每个关系Ｒ，定义一个条件锁集合：３）在读写操作过多导致大量死锁的系统中使用Ｌｏｃｋ－ＳｅＫＲ）＝｛Ｌｏｃｋ（Ｒ，Ｃｉ）ｌ操作。ｉ（Ｒ，ｃｉ）被允许快照隔离级别或已提交读快照隔离级别，但这时要特别对关系Ｒ操作）。注意优化数据库。Ｌｏｃｋ．Ｓｅｔ（Ｒ）记录了所有事务对关系Ｒ加的条件锁。４）如果不能使用快照，则尽量使用较低的隔离对每个事务Ｔ，定义一个关系巢合。级别，级别越低，并发性越高。Ｒ－Ｕｓｅｄ（Ｔ）ｆｆｉ｛Ｒ／Ｔ对关系Ｒ加了条件锁｝。５）采用合适的ＲＡＩＤ磁盘阵列系统。数据文件Ｒ－Ｕｓｅｄ（Ｔ）记录了Ｔ使用的所有关系。适合使用ＲＡＩＤ磁盘阵列系统，而日志文件通常使用Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．１０ｃｋｉｎｇ方法稀２ＰＬ方法是类似的，在第ＲＡＩＤ就足够了另外，因为日志是连续写入的，最好把一阶段事务只得锁，在第二阶段事务只释放锁。日志文件放到单独的磁盘驱动器。３提高系统并发性的一些措施６）对大量数据使用分区表，均匀的分布。但是通过了解这些机制之后，根据减少锁、减少保持锁注意把每个分区放到不同的磁盘驱动器才能最大限度的时间、减少冲突的原则，并且根据这些原则总结出一的发挥他的优化作用。些提高系统并发性的措施。７）通过复制把数据库发布到多个物理的服务１）优化数据库语句的性能，尤其是选择语句的器，以实现数据库级的负载均衡。性能。首先，减少ＳＱＬ语句的运行时间可以缩短改语句盔塾夔Ｂ圜２０１０年第０１期万方数据镊未趣矿翎疆目的节点，它主要包括两个方面的功能：寻找源节点和目的节点间的优化路径，将数据分组沿着优化路径正确转发。针对不同的传感器嘲络应用，研究人员根据其特性的敏感度不同，将其分为四类：能量感知路由协议（ｐｏｗｅｒａｖａｉｌａｂｌｅ，ＶＡ）、基于查询的路由协议，地理位置路由协议和提供ＱｏＳ保证的路由协议。（２）ＭＡＣ协议在无线传感器网络中，介质访问控￥１］（ｍｅｄｉｕｍａｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ，ＭＡＣ）协议决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建传感器网络系统的底层基础结构。并且在设计无线传感器嘲络的ＭＡＣ协议时需着莺考虑一下几个方面：①节省能量②可扩展性③网络效率。（３）拓扑控制在传感器网络中，传感器节点是体积微小的嵌入式设备，采用能量有限的电池供电，他的计算能力和通信能力十分有限，所以除了要设计能量高效的ＭＡＣ协议、路由协议之外，还要设计优化的网络拓扑控制机制。（４）ＩＥＥＥ８０２．１５．４标准１９９８年３月，ＩＥＥＥ标准化协会正式批准成立了ＩＥＥＥ８０２．１５．４工作组。这个工作组致力于无线个人区域网络（ＷＰＡ＿ｎ）Ｉ网络的物理层（ＰＨＹ）和媒体访问子层（ＭＡＣ）的标准化工作目标是为在个人操作空间（ＰＯｓ）内相互通信的无线通信设备提供通信标准。３．ＷＳＮ基础支撑技术（１）定位技术ＷＳＮ采集的数据往往需要与位置信息相结合才有意义。由于ＷＳＮ具有低功耗、自组织和通信距离有限等特点，传统的ＧＰＳ等算法不再适合ＷＳＮ。ＷＳＮ中需要定位的节点称为未知节点，而已知自身位置并协助未知节点定位的节点称为锚节点（ａｎｃｈｏｒｎｏｄｅ）。ＷＳＮ的定位就是未知节点通过定位技术获得自身位置信息的过程。在ＷＳＮ定位中，通常使用三边测量法、三角测量法和极大似然估计法等算法计算节点位置。（２）时间同步由于晶体振荡器频率的差异及诸多物理因素的干扰，无线传感器网络各节点的时钟会出现时间偏差。而时钟同步对于无线传感器网络非常重要，如安全协议中的时间戳、数据融合中数据的时间标记、带有睡眠机制的ＭＡＣ层协议等都需要不同程度的时间同步。（３）安全技术万方数据传感器网络的安全领域还有还有很多值得探讨的地方。现在虽然对于各个方面的研究有了一些进展，但还存在很多理论上和实际实施过程中不尽如人意的地方，例如：①ｓＰＩＮＳ框架协议虽然定义了传感器网络安全传输所需要的就绝大部分内容，但没有考虑ＤｏＳ攻击的可能性。②ｓＰＩＮｓ使用的安全引导协议是预共享密钥对的形式，过分依赖基站。（要）ＳＮＥＰ没有考虑通信密钥更新问题，要实现密钥的前向安全性，必须要有切实可行的密钥机制。④随机密钥安全引导模型虽然克服了ＳＰＩＮｓ协议中遇到的问题，但它存在不完全连通的问题。为了保证安全引导过程作了很多额外的处理，协议实现起来比较复杂。“）数据管理传感器网络的数据管理系统的结构主要有集中式、半分布式、分布式以及层次式结构，目前多数工作均集中在半分布式结构方面。传感器网络中数据的存储采用网络外部外储、本地存储和以数据为中心的存储。相对其他两种方式，以数据为中心的存储方式可以在通信效率和能量消耗方面获得良好的折中。基于地理散列表的方法是～种常用的以数据为中心的数据存储方式（５）数据融合数据融合技术在节省能量、提高信息准确度的同时，要牺牲其他方面的性能作为代价。首先是延迟的代价：在数据传输过程中，寻找易于进行数据融合的路由、进行数据融合操作、为融合而等待其他数据的到来，这三方面都可能增加网络的平均延迟。其次是鲁棒性的代价：传感器网络相对于传统网络有更高的节点失效率以及数据丢失率，数据融合可以大幅降低数据的冗余性，但丢失相同的数据量可能损失更多的信息，因此，相对而言也降低了网络的鲁棒性。结语：无线传感器网络是目前国内外的最新研究热点，无论在，还是国民经济诸方面均有着广阔的应用前景，将是未来社会应用最广的网络，需要各种技术支撑。参考文献：【１】孙利民，李建中，陈瀹，朱红松．无线传感器网络，清华大学出版社．２００５．０５【２】宋文．无线传感器网络技术与应用．电子工业出版社．２００７．０３目四查塾堇２０１０年第０１期
