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基于无线传感网的物联网应用技术研究

汪曙光;许令顺;郭志;方明英

【摘要】随着物联网产业的迅猛发展,物联网接入的设备急剧增多,在很大程度上满

足了业务系统需求的同时,也给业务系统访问底层物联网设备造成极大困难.这一困

境严重阻碍了物联网产业的进一步发展.本文从当前物联网的应用背景出发,以物联

网与无线传感网的关系为全文的切入点,分析了无线传感网络的基本原理和结构,总

结了近年来国内在无线传感网和物联网领域的主要研究成果.为了阐明无线传感网

在物联网中的应用原理,本文还设计了一套基于无线传感网络的物联网数据采集系

统,系统的总体设计方案进行了详细阐述,确定了系统实现的总体架构、关键技术和

系统各模块的实现方案;提出了物联网应用平台的总体层次结构,对系统进行了功能

实现.本文的研究为无线传感网在物联网领域的应用提供了有益的借鉴.

【期刊名称】《电子世界》

【年(卷),期】2017(000)020

【总页数】2页(P29-30)

【关键词】物联网;无线传感网;C/S架构;数据采集

【作者】汪曙光;许令顺;郭志;方明英

【作者单位】清华大学合肥公共安全研究院;清华大学合肥公共安全研究院;清华大

学合肥公共安全研究院;清华大学合肥公共安全研究院

【正文语种】中文

物联网是近年兴起的朝阳产业，它正在慢慢地改变人们的生活，也逐渐成为国家的

重要发展战略，在智能交通、智能家居、农业监测、智能监控、环境监测等领域有

着极为广泛的应用。物联网采用传统网络将各种设备联系起来，以实现上层应用的

业务需求。但是现有的通信网络相对比较庞杂，造成物联网的结构复杂、部署与维

护成本高，各业务系统很难实现数据与资源共享，从而不利于互联网的进一步发展。

为此，必须构建一个高效、健壮、安全、易用的、基于无线传感网的物联网应用平

台，以减少开发成本，提高开发效率，降低开发风险，这对物联网的研究与应用具

有十分关键的作用。

20世纪末，MITAsh-ton教授首次提出“物联网”的概念。物联网（The

InternetofThings，IoT）是继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次革命。

从射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）的角度上看，物联网实际

上是一种基于互联网和RFID技术发展的网络，实现了“物与物”、“人与物”之

间的信息获取、融合、传播和共享。从传感网应用的角度看上，物联网则是由传感

器、数据处理单元和通信单元等节点通过自组织的方式构成的无线网络[1]。综上

所述，物联网的定义可以归纳为：所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网

连接起来，实现智能化识别和管理的网络。

在物联网的世界里，任意物体都有一个独一无二的识别码，无论何时何地都能与其

它任意物体互联。与互联网相比，物联网的重大突破在于它可以将真实的物理世界

与虚拟的信息世界融合在一起。物联网与无线传感网虽然都与网络有关，但他们是

两个不同的概念，有着很大的区别。物联网的应用是一种针对性极强的实际应用，

一句话就是“物物相联”的对物应用。无线传感网与物联网最根本的不同在于它立

足一个地地道道的无线通信协议，而且利用传感器作为节点。无线传感网就其作用

而言可以看作是一种小规模互联网，涉及的是一种物理信号检测传输的手段，应用

并无特别的针对性。为了达到物物相联的目的，同时避免布线的成本与复杂度，物

联网就必须具备物理环境信息采集和传输的功能，这就需要用到无线传感网了。无

线传感网是物联网的主要末端对接形式。

无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）主要由传感器节点、汇聚

节点和管理节点三大模块组成[2]。传感器节点就是终端的感知单元，用于采集各

种物理量，它的体积较小，通常内置有微型操作系统，但数据处理能力非常有限，

节点能量由电池提供；汇聚节点的作用是对整个网络进行协调控制，因此要求具有

较强的数据处理能力，汇聚节点不但具有一般传感器网络节点功能，还集成了通用

串行接口模块来完成传感器网络的扩展功能，负责无线传感网络与互联网之间的协

议转换，完成与采集终端的通讯和数据传输；管理节点可以对各传感器节点进行控

制和管理，使整个网络处于正常工作状态。

无线传感器网络与传统网络之间的有着很大的差异。首先，无线传感器网络的传感

器节点分布密集、数量巨大、拓扑结构复杂、工作在开放式空间中。其次，无线传

感器网络主要采用无线通信方式、广播通信体制和事件触发工作方式。再次，无线

传感器网容错性强、自适应能力好、