基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息廣播系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

惠昱超 陳宏寶

【摘要】 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種由電子、無線通信、嵌入式等多種技術(shù)綜合而成的新型技術(shù)，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于信息廣播系統(tǒng)中，能夠更好的發(fā)揮其在數(shù)據(jù)采集和感知環(huán)境等方面的作用。目前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸成為信息廣播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)?；诖?，本文探討了一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息廣播系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 傳感器網(wǎng)絡(luò) 信息廣播系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡(luò)在采集數(shù)據(jù)方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，也是信息廣播系統(tǒng)得以維持的根本，同時(shí)，廣播系統(tǒng)其內(nèi)部的功能組件，又會對傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，在管理、決策的基礎(chǔ)上為信息廣播系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。可見，作為信息廣播系統(tǒng)中的核心技術(shù)，傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要性不言而喻。

一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜事件訂閱與匹配

所謂的復(fù)雜事件訂閱，是指系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，為了滿足自身的需求，會在周期內(nèi)向傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)請求的一種功能。然而，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)其自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，在同一時(shí)間產(chǎn)生數(shù)以百萬計(jì)的檢測數(shù)據(jù)，這必然會導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)腻e(cuò)亂，因此，需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)匹配，以確保能夠滿足系統(tǒng)內(nèi)消費(fèi)者需求。若想要達(dá)到這一目的，首先，需要設(shè)計(jì)出一種較為完善的處理架構(gòu)，即EventX架構(gòu)，并保證改架構(gòu)中具備完整的實(shí)體對象，如訂閱者、消費(fèi)者等；其次，在滿足EventX架構(gòu)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訂閱分解機(jī)制設(shè)置，以達(dá)到對數(shù)據(jù)進(jìn)行訂閱分解、數(shù)據(jù)處理、子訂閱合成、仿真與分析的目的；最后，還要對SGEM事件匹配算法及其理論進(jìn)行分析，最終使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的杜咋時(shí)間訂閱與匹配得以實(shí)現(xiàn)[1]。

二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)存儲

對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)存儲進(jìn)行研究，主要通過研究其內(nèi)部的存儲機(jī)制便能夠得以實(shí)現(xiàn)，首先需要對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)存儲時(shí)所采用的方式，主要包含怎樣確定數(shù)據(jù)的存儲位置、系統(tǒng)中發(fā)出的查詢信息請求，怎樣才能夠準(zhǔn)確無誤的鏈接到數(shù)據(jù)被存儲的位置上等兩個(gè)方面，事實(shí)上，這類似于中介過程，在整個(gè)過程中，最為核心的技術(shù)便是如何確定數(shù)據(jù)的存儲位置，以完成特定的匹配查詢；其次，完成特定的匹配查詢，又需要對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)存儲模式進(jìn)行合理的設(shè)置，在信息廣播系統(tǒng)中，常用到的數(shù)據(jù)存儲模式主要有以下幾種，分別為：集中式存儲、本地存儲和分布式存儲等幾種。同時(shí)，在分布式存儲中還引入了一種基于協(xié)作域的分布式存儲方法，其流程主要如下：對問題進(jìn)行描述與假設(shè)——應(yīng)用基于協(xié)作域的分布式存儲方法REALSTORE——協(xié)作域的建立——對協(xié)作域內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲與提?。蛔詈?，通過建立方針模型，并對其進(jìn)行分析，來實(shí)現(xiàn)對信息開銷的控制，確保信息的有效性。

三、層次化信息廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)更新

由于傳感器網(wǎng)絡(luò)具備數(shù)據(jù)收集和復(fù)雜事件訂閱與匹配的功能，并作為信息廣播系統(tǒng)中的基礎(chǔ)和核心技術(shù)，在同一時(shí)刻，傳感器網(wǎng)絡(luò)所產(chǎn)生的百萬檢測數(shù)據(jù)需要被存儲在準(zhǔn)確的位置上，并且確保滿足消費(fèi)者的查詢需求，隨時(shí)都會有新的數(shù)據(jù)需要被存儲，并且也不可避免的會產(chǎn)生消費(fèi)者更改需求的現(xiàn)象，這就需要層次性信息廣播系統(tǒng)中帶有數(shù)據(jù)更新的功能，隨時(shí)能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新，只有將二者進(jìn)行有效的融合，實(shí)現(xiàn)“同步請求”與“同步更新”，才能夠更好的降低數(shù)據(jù)傳播的開銷。滿足這一點(diǎn)要求，需要傳感器網(wǎng)絡(luò)具備對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行更新的算法，主要有LWF調(diào)度算法、RxW調(diào)度算法、Edge Side Includes（ESI）調(diào)度算法、數(shù)據(jù)廣播算法與消費(fèi)者查詢應(yīng)答算法等幾種常用的更新算法，通過對這些算法來進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，能夠使傳感器網(wǎng)絡(luò)具備更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，并且在很大程度上提高數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性[2]。

四、信息廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)度

使信息廣播系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)調(diào)度的功能，主要是為了隨時(shí)滿足消費(fèi)者的數(shù)據(jù)請求，這就需要將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所采集到的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過層次化服務(wù)器的傳播之后，能夠達(dá)到將最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)、以最快的速度傳遞給消費(fèi)者的目的。在進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度的過程中，會產(chǎn)生很多影響因素，主要的影響因素體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①等待時(shí)間；②數(shù)據(jù)項(xiàng)的熱度；③查詢的未完成度；⑤選擇方法。在進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度這一過程中，根據(jù)具體的情況采用不同的算法，根據(jù)以往數(shù)據(jù)調(diào)度的規(guī)律，總結(jié)出消費(fèi)者最常采用的查詢方式、接受請求頻率最高的數(shù)據(jù)項(xiàng)，以及消費(fèi)者最關(guān)注的查詢，最終根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息的支持來選定算法[3]。

五、總結(jié)

綜上所述，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是信息廣播系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，被作為整個(gè)信息廣播系統(tǒng)中的基礎(chǔ)與核心。本文主要分析了基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息廣播系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，具體包含無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜事件訂閱與匹配、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)存儲、層次化信息廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)更新以及信息廣播系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)度。