《无线传感器网络与网格结合研究论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线传感器网络与网格结合研究论文（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北方民族大学学士学位论文论文题目: 无线传感器网络与网格结合研究院名 称: 电气信息工程学院 学 生 姓 名: 冰 专 业: 通信工程 学 号: 20060118 指导教师:吴 亮 论文提交时间:20XX5月3日论文答辩时间:20XX5月28日学位授予时间:北方民族大学教务处制 / 摘 要无线传感器网络由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器节点构成,能实时监测、感知、采集和处理各种监测对象的信息。网格技术是一种分布式计算技术,它利用计算机网络把地理上广泛分布的各种资源连成一个逻辑整体,为用户提供一体化的信息应用服务。将无线传感器网络和网格结合起来可以更好发挥两者的功能效用。本文首先
2、概述了无线传感器网络和网格的相关知识,通过定性分析,找出两者的异同点,总结出了将两者相结合需解决的关键性问题,并给与解决；再经交叉研究与探索,提出了一个结合框架,搭建起一个将无线传感器网络接入网格的应用平台。该平台采用分层结构无线传感器网络层、数据接入层、管理层、网格应用层,任务分配调度清晰,可以实现无线传感器网络与网格初步有效的融合,实现资源更有效的利用。关键词 无线传感器网络,网格,结合框架,节点,数据传输ABSTRACTThe Wireless Sensor Network is composed of lots tiny sensor nodes,which have the capa
3、bility of sensing,computing and communicating. It can monitor real-time, sense, collect and processinformation on a variety of objects monitored. The grid is a distributed computing technology.Itintegrates various resources that geographicallydistributedwidely into a logical super computer,which can
4、 provide integrated information applieation servicesfor usersbine WSN and grid can better play both functions.This paper first sketches out the related knowledge ofWSN and grid.Through the qualitative analysis,differences and similarities were found out,and thekey problems that need to be solved in
5、combination were summarized. Then after researching and exploring, a frameworkwas put forward and an application platform that combined WSN into grid was constructed. This platform puts to use the layered structure,which includes a WSN layer, data access layer, management layer, the grid application
6、 layer. With this structure, the tasks scheduling and distribution are clear, and it can realize the preliminaryintegration effectively between WSN and grid, achieving more effective utilization of resources.KEYWORDSWSN, grid, combined framework, code, data transmission目 录第1章绪论11.1 课题研究背景11.2 国外研究现状
7、21.3 研究目标3第2章无线传感器网络概述52.1 无线传感器网络概念52.2 无线传感器网络原理52.2.1 传感器节点组成52.2.2 无线传感器网络构成62.3 无线传感器网络特点72.3.1 传感器节点特征72.3.2 传感器节点的限制72.3.3 无线传感器网络特征82.4 无线传感器网络关键技术92.5 无线传感器网络应用12第3章网格技术概述143.1 网格概念、特点143.1.1 网格的概念143.1.2 网格的特点143.1.3 网格的意义163.1.4 网格计算要求163.2 网格体系结构173.2.1 五层沙漏结构173.2.2 开放式网格服务体系结构183.2.3 其
8、他网格体系结构193.3 网格研究关键问题203.4 网格的应用及研究现况213.4.1 网格的应用213.4.2 我国网格研究现状21第4章无线传感器网络与网格结合研究234.1 结合的可行性234.2 结合的关键问题234.3 结合框架264.3.1 框架设计264.3.2 结合框架的应用30第5章总结与展望32参考文献33致35附页1 英文文献36附页2 中文翻译46第1章 绪 论1.1 课题研究背景近年来,信息技术在我国获得了迅猛发展。但从整个信息领域来看,我国核心专利和核心技术还相对较少。即使是拥有专利比例较高的通信技术领域,也因为较多的核心专利掌握在国外研究机构或公司手中而在各种技
9、术和商务谈判中受制于人。我国核心技术匮乏的主要原因之一是我们国家在很多技术方面动手较晚,长期以来采用跟踪引进和复制国外技术的方式在夹缝中发展。通过引进技术发展经济可以在短期实现经济飞跃性发展,但是如果忽视对技术的原始性创新,一味强调技术引进,势必造成经济技术发展的依赖性,使其缺乏后劲与核心竞争力。目前这种情况在我国已在不断好转。一方面,国家在先进技术方面不断加大资助力度；另一方面,通过长期的学习和跟踪,我国科技人员也积累了大量的技术知识和经验,已经具备在一些新兴技术领域与国外一争高下的能力。在这个科技发展迅猛的信息时代,作为信息获取最重要最基本的技术传感器技术,也得到极大的发展。早在20世纪7
10、0年代就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,人们把它归结为第一代传感器网络。随着相关学科不断发展,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器相连,组成了具有信息综合处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。从20世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术进行连接,无线传感器网络逐渐形成。从成熟的产业中发展原始性创新存在很大的难度,而在一个新的技术领域中掌握和拥有核心技术,可能性则非常大。传感器网络作为一种新兴的技术发展方向,实现从技术获取,到信息传输、处理,
11、以及目标系统控制的一体化智能管理,是信息技术发展的更高阶段,给我们提供了全新的发展契机。计算机与通信的最新发展和进步已经极大推动了传感器网络的研究,并且已经将其推动到比较接近原始预想的阶段。基于微型机电系统技术、无线网络技术以及低功耗微型廉价处理器,人们能够布置无线Ad Hoc网络,开展各种各样的WSN应用。随着网络技术的高速发展,应用需求的日益增长,网格技术应运而生。网格是一种新型的分布式计算技术,是信息社会的网络基础设施,已经成为当前国际计算机技术研究的热点和前沿领域。它代表了继Internet技术和Web技术之后的第三次技术浪潮,引起了政府、学术界和工商界的高度重视,各国政府纷纷设立重大
12、项目对网格计算环境进行研究和开发。网格的目标是把整个因特网整合成一台巨大的超级虚拟计算机,实现互联网上所有资源的互联互通,完成计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源、专家资源等的智能共享。随着研究的问题越来越复杂以及技术的日益壮大,今天的科学研究已经强烈依赖于计算机的应用,包括计算和数据分析,以及科学家之间的密切合作等。单台计算机系统或者简单的文件共享已经不能满足这些应用的需求,而是需要对其他计算机、软件、数据以及其他资源进行直接访问。网格的出现为解决这一问题提供了崭新的途径。网格技术将为高能物理、大气、天文、生物信息、石油地质等许多重大应用领域提供科学活动的虚拟计算环境,
13、必将对社会和经济的发展、国防科学研究以及人们的生活工作方式产生巨大的影响。将无线传感器网络与网格结合研究是一种新的研究方向,目前关于这一方面的研究还较少。把有线的网格和无线传感器网络结合起来,称之为传感器网格。两者的结合,可以使网格通过传感器访问真实的物理信息,同时无线传感器网络可以利用网格强大的计算能力和存储能力弥补自身的缺点,使其更具有实用价值。1.2 国外研究现状无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人们生活和生产的各个领域带来深远的影响。各国都非常重视无线传感器网络的发展。IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用的和发展,波士顿大学创办了传感器
14、网络协会,期望能促进传感器联网技术开发。英特尔公司与加利福尼亚州大学伯克利分校也进行了微尘技术的研究工作。他们成功创建了瓶盖大小的全功能传感器,可以执行计算、检测与通信等功能。在旧金山,200个联网微尘节点已被部署在金门大桥上,这些微尘用于确定大桥从一边到另一边的摆动距离在强风中可以精确到几,1=0.3048m。当微尘检测出移动距离时,它将把该信息通过微型计算机网络传递出去,最后到达一台更强大的计算机进行数据分析,任何与当天天气不吻合的异常读数都可能预示着大桥存在隐患。网格被称为继传统因特网、万维网之后的第三代因特网应用,以其重要的战略意义以及广阔的应用前景成为当今吸引众多研究人员和资金投入的研究热点。目前网格的研究已经从美国和欧洲推广到了世界各,各个国家和地区都投入了大量的资金进行网格技术研究和网格基础设施建设。将无线传感器网络与网格结合研究,可以有效弥补无线传感器网络自身的诸多缺点,而且还可使网格应用进一步扩展。现在已经有一些项目进行无线传感器网络和网格结合方面的研究。Harvard University构建了一个健壮、可靠的数据收集网络Hourglass。HourGlass1是一个网格和无线传感器网络的结合方案,它能够提供一个网格API给不同的无线传感器网络组,使应用程序可以通过OGSA标准访问
