基于云计算的无线传感网云计算的介绍和应用.doc
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1、基于云计算的无线传感网云计算的介绍和应用无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在了一起。无线传感器网络在越来越多的领域表现出广阔的应用前景。云计算是一种灵活的IT资源组织和提供方式。支持分布式存储和并行处理, 其数据处理框架以本地计算方式处理大部分数据而无须大量远程传输这些数据。云传感器云传感器集成了测量感知、网络传输和云端组件。它的特点是将传感组件和联网组件集成到一起,传感器采集的数据直接上传到云平台,用户直接从云平台使用数据,节省中间传输处理电路的成本。优势一:使用简单,通电后用户就可以通过电脑或手机直接读取传感器测量的数据;优势二:云计算
2、,云传感器实时联网,云平台可以利用实时的传感器数据进行大数据处理,大数据处理的结果也可以反馈给云传感器。最直接的应用就是实现传感器的在线动态标定,利用大数据消除局部测量误差;优势三:方便客户快速二次开发,省去复杂的云建设,节省成本。基于云计算的无线传感网1、体系结构基于云计算的无线传感网体系结构如图所示。一组特殊节点分布于无线传感网(WSN)区域,称为云节点。云节点具有比传感器更丰富的资源,有两个功能。一方面,这些节点组成云, 是云的一部分; 另一方面,它们还可与传感器进行通信,收集附件传感器的数据, 也称为汇聚触点(point sink)。传感器将感知数据发送到某一个汇聚触点( 以多跳方式)
3、 , 汇聚点再将数据存储到云中。把数据发往同一个汇聚触点的传感器组成一个组,为了与WSN中簇的概念相区分, 这种组为分区(zone)。对传感器而言,整个云表现为一个虚拟汇聚节点(virtual sink)。2、分区传感器组织传感器按照某种规则归属于一个分区。例如,传感器可以加入到距离最近的汇聚触点所代表的分区。每个分区中的传感器可以是相同类型或不同类型, 它们构成本地无线传感网,且独立于其他分区。所有本地无线传感网通过云连接成一个整体。分区中传感器可以采用平面结构或层次结构进行组织。多层WMSN结构中,同种传感器被组织在同一个层次, 构成一个WSN; 低层WSN通过中心节点连接到高层, 高层的
4、中心节点为低层转发数据。同时,高层的中心节点也可以对转发的数据进行处理,从而调度本层传感器的活动, 如休眠或激活等。与传感器一直处于激活状态相比,这种工作方式减少了传感器能量消耗。但另一方面使传感器软件的设计、维护变得更复杂。此外,中心节点要处理和转发大量数据, 其能量消耗将更快。在基于云的体系结构上, 分区传感器的另一种组织方式如图所示。同种传感器各自组成一个WSN, 并将它们的数据发送到汇聚触点( 若同类传感器无法直接通信, 也可借助不同类型传感器作网关)。每种类型的传感器构成一个逻辑上独立但物理区域重叠的WSN, 这些WSN连接到同一个汇集触点。数据处理软件部署在云中( 不仅仅是这些WS
5、N所连接的汇集触点)。收集各类感知数据并处理后,云可以( 通过汇聚触点) 调度每个独立WSN中的传感器以合理方式运行。与基于簇的单层结构相比,这种组织方式在分区中实现,独立WSN的规模更小,传输效率更高,且控制信息仍具有全网视角。3、云组织云节点组成云时需要考虑下列问题:a) 云节点如何部署在WSN区域中;b) 云节点之间如何通信;c) 节点如何组织成云;d) 汇聚触点收集的数据如何存储到云中,在云中处理。云节点( 汇聚触点) 位置的选择依赖于无线传感网中传感器的分布状况。理想情况下,汇聚触点位置可以使整个网络中的数据传输操作最小化,可采用复杂算法进行位置选择。但由于WSN的动态特性( 拓扑变
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