无线传感网络中间件关键技术研究
无线传感器网络研究与应用资料
老年人健康状况监控
远程医疗 空间探索：
星球表面(biǎomiàn)大范围、长时期、近距离的监测和探索。 选定着陆场地 ▪ 其他应用： 紧急和临时场合应急通信：地震、水灾、强热带风暴灾害地区、边远或偏僻野外地区
交通流量监控 智能化房屋
结构健康监测
机械设备状态监测
定位方法为：利用少量已知位置节点（参考节点，采用GPS 定位或
者预先放置的节点），来获得其它节点的位置信息
提出的算法有：Niculescu，Bulusu等
第二十三页，共三十五页。
5、典型(diǎnxíng)应用
案例1 Senera的桥梁安全监控系统
Senera的系统，用于监测桥梁、高架桥、高速公路 等道路环境。对许多老旧的桥梁，桥墩长期受到 水流的冲刷，传感器能夠放置(fàngzhì)在桥墩底部、 用以感测桥墩结构； 也可放置在桥梁两侧或底部，搜集桥梁的温度、湿 度、震动幅度、桥墩被侵蚀程度等，能減少断桥 所造成生命财产的损失。
新兴的第四代传感器网络
▪ 第一代传感器网络：20世纪70年代。点对点传输，具有 简单信息获取能力。
▪ 第二代传感器网络：获取多种信息的综合能力，采用串 /并接口与传感控制器相联。
▪ 第三代传感器网络：20世纪90年代后期。智能传感器 采用现场总线(zǒnɡ xiàn)连接传感控制器构成局域网络。
▪ 第四代传感器网络：以无线传感器网络为标志，正处于
研究和开发阶段。
第三页，共三十五页。
以自组织形式构成多跳中继的分级(fēn jí)结构网络
普通节点和Sink节点：完成数据采集和多跳中继传输。 网关节点G：完成无线和有线信号转换，实现CERNET2的接入。 监控中心(zhōngxīn)CC：完成区域数据的综合处理。
一种无线传感器网络应用系统的中间件设计与实现
加 工后 的 无 线 传 感 器 网 络 数 据 上 传 至远 程服务 器的功 能 ， 而 且 为 多 个 异 构 无 线
传 感 器 网络 同 时接 入 外 部 网 络提 供 了一
种 可 靠的 解 决 方法 ．
件设 计 方案． 该 方案 是 以 Ｓ ３ Ｃ ６ ４ １ ０ 为 主
０ 引 言
无线传 感 器 网络 （ ＷＳ Ｎ） 是继计 算 机 和互 联 网之后 世 界信 息 产业 的第 三次 浪潮 ， 已成 为新 一 轮 全 球 经济 和 科 技 发展 的战 略 焦 点． 随着
研究 的不 断深 入 ， 无 线 传 感 器 网络 会 逐 渐 融 人 人 们 的 日常 生 活 和社
会 活动 的各个 领域 ． 在无 线 传 感 器 网络 中 ， 每 个 物体 都具 有 唯 一 的标 识， 并且嵌 入 或装备 射频 识 别 （ Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ） 、 传 感 器 等信 息 传 感设 备 ， 以 此
为 基础形 成 了人与 物 、 物 与物 之 间全 新 的通信 交 流方 式 ． 可 以说 ， 无 线
处 理 器的 嵌 入 式 开 发 板 作 为 硬 件 开 发 平 台， 通过 Ａ Ｏ Ｄ Ｖ路 由协 议 ， 使 多个监测 区 域 的 ｗＳ Ｎ 网关和 Ａ ｄ ｈ ｏ ｅ 网 关 组 建 成 Ａ ｄ ｈ ｏ ｃ类 型 的 网 络 ， 从 而解 决 了无 线 传 感
器 网 络 与 外 部 公 网 无 缝 隙连 接 的 问 题 ． 该 方 案 不 但 实 现 了 经 过 ＷＳ Ｎ 网 关 处 理
作 者 简 介
理范围， 便捷 了应用 系统 同时对多个 监测 区域 的监 测 ．
无线传感网络学习心得
无线传感器网络学习心得初次接触这个课程时，我无意地在课本中看到了对于无线传感器网络的基本概述：无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪。
这让我联想到物联网体系的感知层与网络层，乍一想，这不就是物联网感知层与网络层的整体解决方案么？美国《商业周刊》与MIT 技术评论分别将无线传感器网络列为改变世界的10大技术之一。
作为一名物联网工程专业的大学生，了解于此，内心燃起了一团火焰，因为觉得这个将成为我们将以时代推动者的身份参与到人类21世纪的建设中。
学习无线传感器网络这个课程，分3个阶段，第一个阶段是分别讲解无线传感器网络里面的各个组成部分，包括物理层，信道接入技术，路由协议，拓扑技术，网络定位与时间同步技术等等。
第二个阶段是整合零碎的知识，总结出无线传感器网络的工作原理。
第三阶段是利用现有知识理解无线传感器网络在物联网环境下的应用并且能够根据现实需求设计出符合要求的一个整体的无线传感器网络。
第一阶段知识总结，（1）无线传感器网络物理层是数据传输的最底层，它需要考虑编码调制技术，通信速率，通信频段等问题。
信道接入技术中有IEEE 802.11MAC协议，S-MAC协议，Sift协议，TDMA技术，DMAC技术，CDMA 技术。
在物理层和信道接入技术主要有2个标准，一个是IEEE 802.15.4标准，一个是ZigBee标准，它们各有优劣，可根据现实情况采用不同标准。
（2）无线传感器网络路由协议的作用是寻找一条或或多条满足一定条件的，从源节点到目的节点的路径，将数据分组沿着所寻找的路径进行转发。
路由协议中有Flooding 协议，Gossiping协议，SPIN协议，DD协议，Rumor协议，SAR协议，LEACH 协议，PEGASIS协议等协议。
（3）动态变化的拓扑结构是无线传感器网络最大特点之一，拓扑控制策略为路由协议、MAC协议、数据融合、时间同步和目标定位等多方面都奠定了基础。
无线传感器网络的体系结构
无线传感器网络的体系结构李宁 104753071172（河南大学，河南大学计算机与信息工程学院 475004）摘要：在对无线传感器应用特征进行分析的基础上，总结了无线传感器体系结构设计的要素，讨论了无线传感器网络的软件体系结构和通信体系结构。
通过与传统Ad hoc网络的对比，归纳了无线传感器网络在各层各面设计的特点。
文章认为虽然传统的传感器的应用方向主要在军事领域，但在民用领域也存在着广阔的前景。
关键词：无线传感器网络；软件体系结构；通信体系结构；自组织网络0 引言目前在无线通信领域和电子领域的进步促进了低成本、低功耗、多功能无线传感器的发展。
这些无线传感器体积小，并具有感知、数据处理和短距离通信的能力。
与传统的传感器相比，现在的无线传感器网络具有明显的进步。
无线传感器网络由大量高密度分布的处于被观测对象内部或周围的传感器节点组成。
其节点不需要预先安装或预先决定位置，这样提高了动态随机部署于不可达或危险地域的可行性。
传感器网络具有广泛的应用前景，范围涵盖医疗、军事和家庭等很多领域。
例如，传感器网络快速部署、自组织和容错特性使其可以在军事指挥、控制、通信、计算、智能、监测、勘测方面起到不可替代的作用。
在医疗领域，传感器网络可以部署用来监测病人并辅助残障病人。
其他商业应用还包括跟踪产品质量、监测危险地域等。
无线传感器网络的实现需要自组织(Ad hoc)网络技术。
尽管已有许多Ad hoc网络的协议和算法，但并不能够满足传感器网络的需求。
具体来说，相对于一般意义上的自组织网络，传感器网络有以下一些特色，需要在体系结构的设计中特殊考虑。
(1) 无线传感器网络中的节点数目高出Ad hoc网络节点数目几个数量级，这就对传感器网络的可扩展性提出了要求。
由于传感器节点的数目多开销大，传感器网络通常不具备全球唯一的地址标识，这使得传感器网络的网络层和传输层相对于一般网络而言，有很大的简化。
此外，由于传感器网络节点众多，因此，单个节点的价格对于整个传感器网络的成本而言非常重要。
无线传感器网络体系结构
Internet、卫星或移动 通信网络等
任务管理中心
汇聚节点
监测区域 传感器节点
无线传感器网络物理体系结构
传感器节点包括 （1）数据采集模块 （2）处理控制模块 （3）无线通信模块 （4）能量供应模块
Internet、卫星或移动 通信网络等
任务管理中心
汇聚节点
监测区域 传感器节点
无线传感器网络物理体系结构
外部网络 （UAV、卫星通信
网、互联网等）
观测节点
目标
远程任务管理
用户
数据传输或 信令交换
传感器节点
感知现场
体系结构概述
观测节点（汇聚节点）的各方面能力相对于上述节点群而言相对比较强，具有双重 身份。它连接传感器网络、Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转 换。同时发布管理点的监测任务，并把收集的数据转发到外部网络上。通常假设观 测节点能力较强，资源充分或可补充。观测节点有被动触发和主动查询两种工作模 式，前者被动地由传感节点发出的感兴趣事件或消息触发，后者则周期扫描网络和 查询传感节点，较常用。
的目标信息。
外部网络 （UAV、卫星通信
网、互联网等）
观测节点
目标
远程任务管理
用户
数据传输或 信令交换
传感器节点
感知现场
体系结构概述
传感器节点具有原始数据采集、本地信息处理、无线数据传输及与其它 节点协同工作的能力，这些节点群随机部署在监测区域 内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。
外部网络 （UAV、卫星通信
应用层
表示层
会话层
OSI参考模型
传输层 网络层
数据链路层
物理层
开放式系统互联（OSI）协议参考模型
无线传感网络综述
1、无线传感网络简介无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区中观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，通过无线网络最终发送给观察者。
2、无线传感网络的特点1）硬件资源有限：节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。
这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能太复杂。
2）传感节点数目多、易失效：根据应用的不同，传感器节点的数量可能达到几百万个，甚至更多。
此外，传感器网络工作在比较恶劣的环境中，经常有新节点加入或已有节点失效，网络的拓扑结构变化很快，而且网络一旦形成，人很少干预其运行。
因此，传感器网络的硬件必须具有高强壮性和容错性，相应的通信协议必须具有可重构和自适应性。
3）通信能力有限：考虑到传感器节点的能量限制和网络覆盖区域大，传感器网络采用多跳路由的传输机制。
传感器节点的无线通信带宽有限，通常仅有几百kbps 的速率。
由于节点能量的变化，受高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响，无线通信性能可能经常变化，频繁出现通信中断。
4）电源能量有限：网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。
其特殊的应用领域决定了在使用过程中，不能给电池充电或更换电池，一旦电池能量用完，这个节点也就失去了作用。
因此在无线传感器网络设计过程中，任何技术和协议的使用都要以节能为前提。
5）以数据为中心是网络的核心技术：对于观察者来说，传感器网络的核心是感知数据，而不是网络硬件。
例如，在应用于目标跟踪的传感器网络中，跟踪目标可能出现在任何地方，对目标感兴趣的用户只关心目标出现的位置和时间，并不关心哪个节点监测到目标。
以数据为中心的特点要求传感器网络的设计必须以感知数据管理和处理为中心，把数据库技术和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统，使用户如同使用通常的数据库管理系统和数据处理系统一样自如地在传感器网络上进行感知数据的管理和处理。
无线传感网络
无线传感网络一、无线传感网络的概念：无线传感网络WSN（WirelessSensorNetwork）或译无线感知网络，是一种由传感器节点构成的网络，通过大量低成本、资源受限的传感节点设备协同工作实现某一特定任务。
是一种全新的信息获取和处理技术。
它综合了传感技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术、分布式智能信息处理技术等。
总之无线传感网络就是一种让观察者做到目视千里，耳听八方的新型科技。
二、无线传感网络的特点：1、无线传感网络可以自组织网络，网络自动配置，自动识别节点这包括自动组网、对入网的终端进行身份验证、防止非法用户入侵。
2、无线传感网络规模大，包括了大面积的空间分布，可以形成形成大面积的监视网络。
3、无线传感网络属于.动态性网络，它的能源受限制：网络大多工作在无人区或者对人体有伤害的恶劣环境中，环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，更换电源几乎是不可能的事。
这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化。
4、无线传感网络具有自动管理和高度协作性：在无线传感网络中，数据处理由节点自身完成，这样做的目的是减少无线链路中传送的数据量。
5、可靠的网络：传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，所以网络必须具有高度的可靠行才能完成人们的需求。
二、无线传感网络的现状：目前的无线传感网络发展主要集中在几个方面，协议通信层，网络管理技术层，网络支撑技术层等。
在国际上比较有代表性和影响力的实用和研发项目有遥控战场传感器系统(Remote Battlefield Sensor System,简称REMBASS --伦巴斯),网络中心战(NCW)及灵巧传感器网络(SSW)), 智能尘(smart dust),Intel®Mote,Smart-Its 项目,SensIT,SeaWeb,行为习性监控(Habitat Monitoring)项目,英国国家网格，美军"狼群"地面无线传感器网络，英特尔研究实验室研究人员将处方药瓶大小的32 个传感器连进互联网,以读出缅因州"大鸭岛"上的气候。
《物联网技术与应用》习题及答案
《物联网技术与应用》习题及答案第1章习题及答案1．选择题（1）1999年MIT成立了Auto-ID Center，并提出了（D），之后与七所知名大学共同组成Auto-ID Labs，旨在通过互联网平台，构造一个实现全球物品信息实时共享的网络。
A．射频识别码B．产品标识码C．物品辨识码D．产品电子码（2）下列选项中不属于物联网的网络层的主要技术的是（D）。
A．Internet技术B．移动通信网技术C．无线传感器网络技术D．数据挖掘技术（3）下列选项中不属于ZigBee的特点的是（C）。
A．无线传输技术B．短距离、低功耗C．通信范围较大、数据量较大D．采用分组交换和跳频技术（4）（D ）年中国把物联网发展写入了政府工作报告。
A．2000 B．2008 C．2009 D．2010 （5）第三次信息技术革命指的是（B）。
A．互联网B．物联网C．智慧地球D．感知中国（6）智慧地球是（D）提出来的。
A．德国B．日本C．法国D．美国2．填空题（1）物联网通常被公认为有三个层次，从下到上依次是感知层、网络层和应用层。
（3）从物联网技术体系结构解读物联网，可以将支持物联网的技术分为四个层次：感知技术、传输技术、支撑技术和应用技术。
（4）物联网支撑技术包括云计算与高性能计算技术、智能技术、数据库与数据挖掘技术、GIS/GPS技术、通信技术及微电子技术等。
（5）2010年以来，由国家发展改革委和国家标准委会同有关部门，相继成立了6个物联网行业应用标准工作组。
（6）2014年9月，由我国主导提出的物联网参考体系结构标准，已经顺利通过了物联网技术与应用ISO/IEC的国际标准立项，这是我国在国际标准化领域的又一个突破性进展。
3．判断题（1）物联网包括物与物互联，也包括人和人的互联。
（√）（2）物联网的出现，为我们建立新的商业模式提供了巨大的想象空间。
（√）（3）业界对物联网的商业模式已经达成了统一的共识。
（×）（4）物联网主动进行信息交换，非常好，技术廉价。
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杂， 所以要 求相 应的 中间件必须 能提供较好 的容 错机制及 自
适应能力； （） ３ 无线传感网络的节点数 量庞大，而且硬 件结构和操 作系统 也不尽相 同， 以要求 中间件 能够屏 蔽异构性 ， 所 从而
为应用层提供统一的接 １， ： 便于 应用系统的开发； ３
网 凼
间
关
技
件
键 术
研
究
ＷＳ ｓ Ｎ 中间件 的研 究大部分 仍处于初级 阶段， 面临许多 问 仍
题， 以下针对 ＷＳ ｓ中间件 中的数 据融 合技术给 出了一些探 Ｎ 讨： （） １提高数据融合 中数据 的准确性 数据 的准确性 是数据融合 中的重 要问题 。 由于无线传感 器 的节点分布 广泛 、 网络 拓扑结构动 态多变 ， 且处于 长期 而 无监 控状态 ， 易造成节 点故障或数 据传输错 误 ， 容 从而将 会 导致错误数据 出现在数据融合的过程 中， 这些 问题 的 出现都
（） ａ基于查询的路由 定 向扩散 （ ｉ ｃ ｄＤｉｕｉ ， ） 由中的数据融 合包 Ｄｒ ｔ ｆ ｓ ｎ ＤＤ 路 ｅｅ ｏ 括路径建立阶段的任务融合和数据发送阶段的数据融合 ， 这 两种融合都是通过缓存机制实现的 。ＤＤ的数据融合采用的
是“ 抑制副本” 的方法， 即对转 发过 的数 据进行缓存 ， 发现重 复的数据将不予转发 。 （） ｂ 基于层 次的路 由 Ｌ ＡＣ Ｅ Ｈ与 Ｔ Ｅ Ｅ Ｎ都 是基于层次的路由，它们使用分簇 的方法体现数据融合 。 每个簇 首在 收到本簇成员的数据后进 行融合处理， 并将结果发给 Ｓｎ ｉ ｋ节点 Ｌ Ａ Ｈ算法仅 强调 ＥＣ
为了节省传输的能量， 网络层 中开发与路 由相结合 的 在
（） ４ 模型驱动
无线传感器网络是 以数据为 中心 的， 传感器 节点采集的 数据在空 间及 时间上往往具有一定 的规律 ， 能够 用某 种模 型
进行描述
数据的历史观测值来预测未来 的观 测值 。 基于预测的数据融合方法， 主要是根据 传感器节点 采集 到的历史数据来预测未来数据， 达到减少 网络中的数据 传输 量、 节省节点 的能量 以及 延长网络寿命的 目的。 但是， 由于 传 感器 网络的动态多变性 ， 势必 给时域预测带 来许多 困难 。因 此， 法简单 、 算 具有 自适应 自学 习能力 的时域预 测数 据融合 方法是一 个值 得关注的研究领域 。
（） ４ 提高数据融合算法的安全机 制 ＷＳ 中的有些传感节 点部署于相对 恶劣 的环境 ， Ｎｓ 从而 使得类似 拒绝服务 的恶意攻 击和入侵变得更 加容易， 而数据
无
感
无线传感器 网络中的一 些研 究工作集 中在基于某 种模 型进行数 据融合 ， 典型 的模型包 括神经 网络 、 卡尔曼 滤
数据融合 ， 但并有 涉及具体 的融合方法 。 Ｅ Ｎ是 Ｌ Ａ Ｈ ＬＥ ＥＣ
数据融合 的方式 多种多样 ， 具体分类如 图一所示 。
的一种改进， 应用于监测事件 的反应网络 。Ｔ Ｅ Ｅ Ｎ和 ＤＤ一 样通过缓存机制抑制不需要转发的数据， 但它 利用阀值的设
置 ， 加 了灵 活性 。 增
豳传 中件键术究 线 络问关技研 无 络 感 传 中 网
间
Ｒ ｓ ａ ｃ ｉ ｈ ｈ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｅ ｅ ｓ Ｓ ｎ ｏ ｅ ｗ ｒ ｓ Ｍｉ ｄ ｅ ａ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｗ ｔ ｔ ｅ Ｋ ｙ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆ Ｗｉ ｌ ｓ ｅ ｓ ｒ Ｎ ｔ ｏ ｋ ｄ ｌ ｗ ｒ ｒ
，
５１
Ｋ～
数据融合技术 。 该类型的数据融合技术 主要有下面 四种实现
方式 ：
信开销和能量损耗。
３ 无 线传 感 网络 中 间件 的核 心 技 术
ＷＳ ｓ Ｎ 中间件 的核心技术有很 多，其 中数据 融合 （ ａ Ｄｔ ａ
Ａｇｒｇｔ ｎ 不 仅是研究 的重点， ｇｅａｉ ） ｏ 也是研究的热点 。 数据融合 是 将多份数 据或信息进行处 理， 组合出更有效 、 更符 合用户 需 求的数据 的过 程。 其主要优点是数据融合技术 能够有效克 服 ＷＳ Ｎｓ中能量约束， 去处冗余信息 ， 减少 网络 中的数 据传 输量 ， 从而节省 ＷＳ 节点能量， Ｎｓ 延长 ＷＳ 的生命期 。 Ｎｓ
集 。用 户使用描述性的语言向网络发送 查询请求 ， 查询请求 在 网络 中以分布式的方式进行 处理。 处理查询请 求以及返 回 查 询结果的过程实质上就是进行数据融合的过程 。 在这类算 法 中， 的方法包括 Ｔ Ｇ Ｔ Ａ等。 典型 Ａ 、ｉ Ｎ
（） ２ 数据包合并
数据包 合并的主要思 想是当某个节 点收到多个 子节点
发来的 数据包时 ， 将它们合 并成一个 大的数据 包， 后将合 然 并后的数据包发送到父节点。在 ＷＳ 中， Ｎｓ 数据字段相对较
的事件不定时 出现在某 些区域， 从而使这些 区域 的传感器节
点被激活退 出休眠状态 ， 进入触 发状态。 时， 此 可以用恰 当的 数据融合算法在事 件发生 区域 内快速有效 的进 行处 理， 将处
ｏ ｗｉ ｌｓ ｓｎｏ ｅ ｒｓ （ ｖ ． ｄｉｃａｓ ｅ ｄｓｍｍａｉｅ ｎ ｆ ｅ ｅ ｃｎ ｌ ｉ ａａ ｇ ｒｇｔ ｎ Ｆｎ ｌ ｉ ｕ ｓｓ ｆ ｒ ｅｓ ｅ ｓｒ ｔ ｋ ｗｓ ０ Ａｎ ｓｉ ｓ ｎ ｅ ｎ ｗｏ ｔｌ ｆ ａ ｕ ｉ ｒ ｓ ｅ ｔ ｙｔ ｈ ｏｏ ｅ ｄｔ ｇｅ ａｏ ． ｉａｙｉｄｓ ｓｅ ｚ ｏ ｏｈ ｋ ｅ ｇｓ ａ ｉ ｌｔ ｃ
阴躲芬 龚华明
Ｙｉ ｏ ｎ ａ ｎＤｕ ￣ｎ Ｇｏ ｇＨｕ ｍｍｇ
件
技
术
关 键
研
（ 阿坝师范高等专科学校计算机科学系， 四川 成都 ６ ４ ） １７１ １
（ ｅ ａｔ ｎ Ｃ ｍｐ ｔ ｃｅｃ，Ａ Ａ Ｔ ａｈｒ Ｃ ｌ ｇ ，Ｓｃｕｎ Ｃ ｅｇ ｕ ６ ４ ） Ｄ ｐｒ ｔ ｆ ｏ ｕｅ Ｓｉ ｅ Ｂ ｅｃ ｅ ｏｌ ｅ ｉ ａ ｈ ｎ ｄ １７ １ ｍｅ ｏ ｒ ｎ ｓ ｅ ｈ １
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｓ ａ ｅ ｎ ｌ ｚ ｓａ ｄ ｓ ｎ ａ ｉｅ ｅｆ ａｕ ｅａ ｄ ｄ ｓｇ ｒｎ ｉ ｌ ｓ ｆ ｔ ｄ ｌ ｗａ ｅ ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｅｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｓ ｒ ｃ ： ｈｉ ｐ ｐ ｒａ ａ ｙ ｅ ｎ ｍａ ｒ ｓｔ ｅ ｔ ｒ ｎ ｅ ｉｎ ｐ ｃ ｐ ｅ ｓｍｉ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓ ｕ ｚ ｈ ｉ ｏ ｉ ｏｈ ｉ
（）由于 无线 传感 网络 的工 作环 境一 般 比较 恶劣 和复 ２
２ 无线传 感网络 中间件
ＷＳ Ｎ不 同于 传统网络， 它具备 自己独特 的特征， 如有 限 的能量 、 通信 带宽 、 处理和 存储 能力 、 动态 变化 的拓 扑 、 节点 异构等。所 以在这 种动 态 、 杂的分布式环境上 构建应用程 复
层抽 象的 中间件技术 是一种新 的方 法， 以充分解 决 ＷＳ 可 Ｎｓ 中设 计和 实现所面 临的一些 问题 ， 方便应 用程序 的开发与实
基金 项 目： 阿坝 师专 校级 课题 “ 物联 网中间件技术 的应用研
究”
（） ４ 无线传感网络数据量大 ， 而且 冗余数据多， 再加上其 通信带宽有限，所 以不可 能将原始数据 传递 给应用系统 ， 而 且应 用系统希 望接受 的也 并非 原始数据 而是一 些有意 义的 事件 这就要 求 中间件必 须具备 数据 融合 的功能 ， 以缩小通
随着 微 电子 和 微系统 （ ＭＳ 、 ＭＥ ） 无线 通信 、 信号 处理 这 三个 技术 领域近年来 的飞速发展 ， 一个新 的研究 领域成为国 内外 关注的热点 ， 这就是基于 大量具有通信功 能的微型无线 传 感 器 构 造 的 无 线 传 感 网络 ＷＳ （ ｒｌ ｓＳｎｏ ｔ Ｎ Ｗｉ ｅ ｅ ｓｒ － ｅｓ Ｎｅ ｗｏｋ） ｒｓ。
（） ｃ 基于链的路由 ＰＧ Ｉ Ｅ ＡＳＳ是对 Ｌ Ａ Ｈ算 法 的融合方 式进行 改进 的一 ＥＣ 图一 数据融合方式分类
种算法。该算法在收集 数据 前， 网络 中的所有节 点链 接成 将 为一条单链， 然后随机选择其 中一个节点 作为首领 ， 向链 它
在 ＷＳ ｓ Ｎ 中间件 中， 常见 的有 以下三种数据融合模式：
方法 的优 点是在于每个 节点发送 数据的距 离几乎是最短的， 而且最终只有一个 节点 进行远距离数 据传输 。因此，它 比
Ｌ ＡＣ Ｅ Ｈ算法更节省 能量 ，但缺点是平均延迟较大 且鲁 棒性
较差。
（） ｄ 基于事件的路由 无 线传感器网络节点通常 有三种状态 ： 发送 、 接受 和休 眠。 在实际应用时， 传感器 网络 的节点分布范 围很广， 被监测
究
摘
要： 本文针对无 线传感 网的特 点， 分析总结 了其 中间件 的特 点和 设计原则 ， 并就其 中的关键技 术—— 数据 融合做 了分
类总结， 最后探讨 了数据融合技术的未来发展方 向。 关键词 ： 线传感 网络； 无 中间件 ； 数据融合 中图分类 号 ：Ｐ ９ Ｔ ３３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：６ １ ７ ２（Ｏ １１０ ５ －３ １７ － ９． ｌ），０ １ ４ ２ ０
中间件作为处于操作 系统 与应用程序之 间的系统软件 ， 通过对底层组件异构性的屏 蔽， 提供一 个统一的运行平 台和 友好的开 发环境 ， 并随着 技术的进 一步 发展 ， 具有 了动态 重 配置、 可扩展 、 上下 文敏感 等特征。 线传感 网络的 中间件由 无 于其 自身网络的独特特 征， 在设计 时必须遵 循以下准则：
ＷＳ Ｎ具 有极其广泛 的应用，如感知 战场状态 （ 军事应 用 ）环境 监控 （ 、 如气 候 、 理 、 染变 化 的监控 ）物 理安 全 地 污 、 （ 如建筑 和结构 的监控 ）城市道 路交通 监控 、 、 安全 场所 的视