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數(shù)據(jù)管理傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究論文
摘要:傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議作為傳感器與傳感器之間,傳感器與用戶之間的通信媒介,在數(shù)據(jù)傳輸過程中因缺乏數(shù)據(jù)管理,經(jīng)常導致傳輸給用戶的數(shù)據(jù)是混亂的。針對上述問題,研究一種基于數(shù)據(jù)管理的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該協(xié)議采用分層思想,將傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為四層:物理層、訪問控制層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層,并將傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層集合成網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,完成數(shù)據(jù)有序傳輸。
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)管理;傳感器;網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;協(xié)議層;協(xié)議棧
目前存在的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由于層次劃分的并不明確,經(jīng)常導致采集到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)混亂,不利于后期的數(shù)據(jù)管理(存儲、處理和應(yīng)用等)[1]。因此為方便后期數(shù)據(jù)管理,在數(shù)據(jù)管理的前提下,對傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行研究,以期解決數(shù)據(jù)混亂的問題。首先構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層,協(xié)議層主要包括物理層、訪問控制層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層;然后將各層組合在一起構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧,協(xié)議棧主要為各層之間的數(shù)據(jù)傳輸提供軟件方面的指導;跀(shù)據(jù)管理的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究,為數(shù)據(jù)通信工作奠定基礎(chǔ),加快了數(shù)據(jù)的獲取,方便了數(shù)據(jù)傳輸。
一、傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究
傳感器網(wǎng)絡(luò)是微電子技術(shù)、嵌入式信息處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等幾種結(jié)合并構(gòu)建的一種屬于計算機網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)量大且繁雜是當代大數(shù)據(jù)時代的特點,如果不對數(shù)據(jù)加以處理,人們要想快速、有效獲得自己需要的數(shù)據(jù),無疑大海撈針的,因此為應(yīng)對當前傳感器網(wǎng)絡(luò)存在的問題,將設(shè)計好的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議嵌入其中是當前研究的重點課題之一[2]。
。ㄒ唬﹤鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)協(xié)議層
為解決傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議劃分不明確,導致數(shù)據(jù)混亂,不利于數(shù)據(jù)管理的問題。本次研究的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議明確劃分為4個層次,每個層次負責數(shù)據(jù)管理過程中的不同步驟,以規(guī)范數(shù)據(jù)流向。下圖1為是傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)圖。從圖1中可以看出,本次研究的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一共分為4層:物理層、訪問控制層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層[3]。(1)物理層。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議物理層主要負責定義物理通信信道和與訪問控制層之間的連接。簡單的說,就是接收或發(fā)送傳感器前端攝像頭采集到的數(shù)據(jù),以及維護由以上數(shù)據(jù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫。(2)訪問控制層。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議物理層主要負責物理層中數(shù)據(jù)的分類管理和傳輸。分類管理主要根據(jù)采集的數(shù)據(jù)類型進行分類確認,而傳輸主要是將分類結(jié)果進行傳輸。(3)網(wǎng)絡(luò)層。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層是整個協(xié)議中的核心層次,主要負責傳感器與傳感器、傳感器與觀察者之間的通信以及信息交流。在網(wǎng)絡(luò)層中可以實現(xiàn)多種異構(gòu)數(shù)據(jù)的兼容、融合以及轉(zhuǎn)換、傳輸,為后續(xù)數(shù)據(jù)管理做好前期的工作準備,使得不必在后期進行二次處理[4]。(4)應(yīng)用層。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層是整個協(xié)議中的最后一個層次,主要負責與用戶之間的數(shù)據(jù)交互,也就是將以上幾層的數(shù)據(jù)分析結(jié)果按照用戶的請求發(fā)送給用戶。
。ǘ﹤鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧
協(xié)議棧,又被稱為協(xié)議堆疊,是上述介紹的4個層次的總和,其實質(zhì)反應(yīng)了數(shù)據(jù)的往復(fù)傳輸過程。從下層協(xié)議的數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)傳輸再到上層協(xié)議的數(shù)據(jù)呈現(xiàn),之后又從上層協(xié)議發(fā)出命令,命令下層傳感器進行數(shù)據(jù)采集。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧協(xié)調(diào)了不同層級之間的數(shù)據(jù)屬性,在協(xié)議體系中,數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式加入自己的信息,形成數(shù)據(jù)位流,在各層級之間傳遞[5]。傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準采用了IEEE802.15.4標準,各層級之間利用接入點實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流和管理,一般接入點有兩個,一個接入點負責數(shù)據(jù)傳輸,另一個接入點負責數(shù)據(jù)管理。在傳感器運行過程中,各種不同屬性的數(shù)據(jù)在不同層級上奉行不同命令。這樣做有利于數(shù)據(jù)的有效分類,使得數(shù)據(jù)管理更為方便。
二、結(jié)束語
傳感器能夠監(jiān)測外部環(huán)境信息并按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求,廣泛應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)、機械器件制造、災(zāi)害監(jiān)測、氣象預(yù)測等諸多領(lǐng)域。但是由于傳感器的監(jiān)測是實時監(jiān)測,所以數(shù)據(jù)量過于龐大,如果不加以管理,將會直接影響后期數(shù)據(jù)分析結(jié)果。本次研究針對上述問題,將數(shù)據(jù)管理作為中心指導思想,進行傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究,以期為數(shù)據(jù)管理做出技術(shù)支持。
參考文獻
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