無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-21 03:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 宣布有數(shù)據(jù)發(fā)送，用REQ請(qǐng)求接收數(shù)據(jù)，用DATA封裝數(shù)據(jù)，這三種包都包含了元數(shù)據(jù)。在發(fā)送一個(gè)DATA數(shù)據(jù)包之前，傳感器節(jié)點(diǎn)首先向鄰居節(jié)點(diǎn)廣播ADV數(shù)據(jù)包；鄰居節(jié)點(diǎn)在收到ADV后，通過(guò)元數(shù)據(jù)判斷是否需要完整的DATA數(shù)據(jù)包，若需要?jiǎng)t向該鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)REQ數(shù)據(jù)包，接著發(fā)送DATA數(shù)據(jù)包。以此類推，DATA數(shù)據(jù)包可被傳輸?shù)竭h(yuǎn)方匯節(jié)點(diǎn)或基站。SPIN協(xié)議簇有4種不同的形式：SPINPP（A 3Stage Handshake Protocol for PointtoPoint Media）、SPINC（SPINPP with a LowEnergy Threshold）、SPINBC（A 3Stage Handshake Protocol for Broadcast Media）、SPINRL（SPINBC for Lossy Network）。因?yàn)椴皇潜疚挠懻撝攸c(diǎn)，在此不一一介紹。2) MTE在MTE（Minimum Transmission Energy）協(xié)議中，節(jié)點(diǎn)選擇離自己平面距離最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由中轉(zhuǎn)，如圖24所示：圖24 MTE中節(jié)點(diǎn)間距關(guān)系 當(dāng)且僅當(dāng)式（1）成立時(shí)，節(jié)點(diǎn)A會(huì)選擇B轉(zhuǎn)發(fā)自己的數(shù)據(jù)到節(jié)點(diǎn)C： 式（1）這種路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、開(kāi)銷小，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要找到通往網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)，然后把數(shù)據(jù)發(fā)給它；缺點(diǎn)是靠近網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的傳感器節(jié)點(diǎn)會(huì)一直擔(dān)當(dāng)路由器的角色，節(jié)點(diǎn)之間負(fù)載不平衡。3) 定向擴(kuò)散法定向擴(kuò)散模型是Esrtin等人專門(mén)為傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的路由策略,與已有的路由算法有著截然不同的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。節(jié)點(diǎn)用一組屬性值來(lái)命名它所生成的數(shù)據(jù), Sink節(jié)點(diǎn)發(fā)出的查詢業(yè)務(wù)也用屬性的組合表示,逐級(jí)擴(kuò)散, 最終遍歷全網(wǎng),找到所有匹配的原始數(shù)據(jù)。有一個(gè)稱為“梯度”的變量與整個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的擴(kuò)散過(guò)程相聯(lián)系,反映了網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)對(duì)匹配請(qǐng)求條件的數(shù)據(jù)源的近似判斷。更直接的方法是節(jié)點(diǎn)用一組標(biāo)量值表示它的選擇,值越大意味著向該方向繼續(xù)搜索獲得匹配數(shù)據(jù)的可能性越大,這樣的處理最終將會(huì)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中為Sikn節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求建立一個(gè)臨時(shí)的“梯度”場(chǎng),匹配數(shù)據(jù)可以沿“梯度”最大的方向中繼回sikn節(jié)點(diǎn)。圖25描述了定向擴(kuò)散模型的工作原理。 圖25 定向擴(kuò)散原理示意圖 層次路由協(xié)議層次路由協(xié)議采用簇的概念對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行層次劃分。若干個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)簇，每一個(gè)簇有一個(gè)簇首。簇與簇之間可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)通信，網(wǎng)關(guān)可以是簇首也可以是其它簇成員。網(wǎng)關(guān)之間的連接構(gòu)成上層骨干網(wǎng)，所有簇間通信都通過(guò)骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)。LEACH（LowEnergy Adaptive Clustering Hierarchy）是層次式路由協(xié)議中最具代表性的路由協(xié)議，LEACH協(xié)議分為兩個(gè)操作階段，即簇準(zhǔn)備階段（setup phase）和就緒階段（ready phase）。為了使能耗最小化，就緒階段持續(xù)的時(shí)間比簇準(zhǔn)備階段長(zhǎng)。兩階段所持續(xù)的時(shí)間總和稱為一輪圖26 LEACH協(xié)議示意圖第三章 特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成及應(yīng)用場(chǎng)景和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有較大的不同,是一種綜合傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)和通信技術(shù)為一體的網(wǎng)絡(luò),其特點(diǎn)及與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別如下所述： 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是:v 以數(shù)據(jù)為中心:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)目巨大,而且由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)特性和節(jié)點(diǎn)放置的隨機(jī)性,節(jié)點(diǎn)并不需要也不可能以全局唯一的PI地址來(lái)標(biāo)識(shí),只需使用局部可以區(qū)分的標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)。用戶對(duì)所需數(shù)據(jù)的收集,是以數(shù)據(jù)為中心進(jìn)行,并不依靠節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號(hào)。v 資源受限:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)只具有有限的硬件資源,其計(jì)算能力和對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力相當(dāng)受限。此外,節(jié)點(diǎn)只能攜帶有限的電池能量,且在應(yīng)用過(guò)程中不可能更換電池,因此能量也相當(dāng)受限。v 部署方式:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有可快速部署的特點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)一旦被拋撒即以自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),無(wú)需任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。v 維護(hù):在通信過(guò)程中,節(jié)點(diǎn)會(huì)隨時(shí)因?yàn)槟茉春谋M而離開(kāi)網(wǎng)絡(luò),也可能因?yàn)槟撤N需要而隨時(shí)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò),從而引起網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞念l繁變化,影響通信質(zhì)量。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組網(wǎng),還具有網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置和自動(dòng)維護(hù)功能,保證了網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量。v 多跳路由:網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的電池能源非常有限,因此其通信覆蓋范圍一般只有幾十米,即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都只能與其鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。若需要與通信覆蓋范圍外的節(jié)點(diǎn)通信,則需要通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多跳路由。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)如移動(dòng)通信網(wǎng)、Adhoc網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)等相比有著如下區(qū)別: v 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目更為巨大,密度更高,且節(jié)點(diǎn)不一定具有全球唯一的地址標(biāo)識(shí)。 v 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)一般不進(jìn)行快速移動(dòng),但節(jié)點(diǎn)可能會(huì)隨時(shí)加入或離開(kāi),因而網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓芸?。v 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)大都采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式。v 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的電池能量、計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力相當(dāng)有限。 應(yīng)用優(yōu)勢(shì) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用中的潛在優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：v 部署方便快捷。傳感器節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)飛機(jī)投遞或者炮彈發(fā)射直接部署于敵方陣地內(nèi)，近距離獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息。v 隱蔽性。傳感器節(jié)點(diǎn)是一種微型設(shè)備，其體積可以不超過(guò)1mm3，這一優(yōu)勢(shì)使得傳感器節(jié)點(diǎn)不易被敵方發(fā)現(xiàn)。v 容錯(cuò)性。網(wǎng)絡(luò)由大量廉價(jià)的傳感
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1