董志乾

Abstract： Wireless sensor network has the functions of collecting， analyzing， processing and storing massive data information. The network itself has the characteristics of wireless， multi-hop， self-organization and so on. With the help of sensor nodes， a new network system is formed. This wireless sensor network is mainly used in military industry， ecological environment monitoring， geological early warning and other special working environments in China. In the actual operation of the ship， many engineers analyze the operation of the ship's main engine by monitoring the exhaust temperature of the cylinder. Therefore， it is necessary to strengthen the analysis of the change of single cylinder exhaust temperature.

關(guān)鍵詞： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò);主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng);發(fā)展趨勢(shì)

Key words： wireless sensor network;host temperature acquisition and monitoring system;development trend

中圖分類號(hào)：TP212.14 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）04-0230-03

0 ?引言

作為船舶的動(dòng)力核心，在船舶主機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，由于維護(hù)不當(dāng)或操作不當(dāng)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障問題。分析和排除這些常見故障的原因，盡快恢復(fù)主機(jī)裝置的正常運(yùn)行，可以有效地提高船舶的工作效率。船舶主機(jī)的排氣溫度作為主要熱工參數(shù)，能有效反應(yīng)出主機(jī)工況，過高或者過低的排氣溫度能較早的表現(xiàn)出主機(jī)可能存在的故障。原船舶主機(jī)維修采用定期計(jì)劃維修的策略。該策略是有計(jì)劃的，可以有效地防止船舶主機(jī)的突然故障。這種策略也有一定的弊端。它不僅不考慮主發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況和管理水平，而且不是所有常見的突然失敗是可以預(yù)防的。因此，主機(jī)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能在熱工參數(shù)出現(xiàn)異常的時(shí)候較早的發(fā)出預(yù)警，輔助維修人員進(jìn)行故障判斷，減少經(jīng)濟(jì)損失。

1 ?主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

本文提出一種以德州儀器成熟解決方案——cc2530為SoC的基于zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以常用的k型熱電偶作為溫度測(cè)量的敏感部件，通過利用cc2530自帶的ADC來采集傳感器的毫伏信號(hào)，經(jīng)過變送、處理、轉(zhuǎn)發(fā)將個(gè)缸排溫上傳至zigbee-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，在通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)至上位機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)警。無線傳感器用于在線監(jiān)測(cè)主機(jī)連接點(diǎn)的工作溫度，以確定被測(cè)對(duì)象的過熱程度。在超溫，或者溫度異常偏低的情況下，測(cè)溫系統(tǒng)會(huì)發(fā)送報(bào)警或預(yù)警信息通知用戶。溫度測(cè)量系統(tǒng)具有以下功能溫度測(cè)量系統(tǒng)具有以下三個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：

第一，無線傳感器系統(tǒng)以無線作為信號(hào)傳輸和傳感介質(zhì)，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)環(huán)境溫度的變化并進(jìn)行分布式測(cè)量。該產(chǎn)品具有較高的監(jiān)測(cè)靈敏度，可實(shí)現(xiàn)無電源檢測(cè)，同時(shí)避免了復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)布線。

第二：可靠性和精度高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，電氣絕緣，耐腐蝕，對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小，且分布檢測(cè)。

第三：系統(tǒng)滿足本質(zhì)安全、防爆、防靜電的要求，系統(tǒng)可以輸出報(bào)警信號(hào)和實(shí)時(shí)溫度信號(hào)。

2 ?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新的網(wǎng)絡(luò)模式。網(wǎng)絡(luò)的功耗和成本相對(duì)較低，具有分布式的特點(diǎn)。在傳感區(qū)域，設(shè)置多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無線通信。然而，在使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的過程中，數(shù)據(jù)隱私面臨著許多安全威脅。有必要通過應(yīng)用保護(hù)技術(shù)來保證數(shù)據(jù)隱私的安全性，從而保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集器，在一段時(shí)間內(nèi)部署在需要的區(qū)域進(jìn)行信息的采集和傳輸。然而，網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的能量是有限的和收集范圍是固定的，所以他們需要配合形成一個(gè)多跳網(wǎng)絡(luò)維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性，因此，在設(shè)計(jì)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議時(shí)，我們需要考慮節(jié)點(diǎn)的合作，通信能力和能量管理，確保無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境。目前，社會(huì)各行各業(yè)都需要運(yùn)用一系列的智能設(shè)備來把握社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)和趨勢(shì)，船舶行業(yè)也是如此。主機(jī)作為船舶的核心動(dòng)力的重要組成部分，其傳統(tǒng)的電纜工作存在著一些缺陷和問題，需要通過智能化設(shè)備來解決。它在智能化無人機(jī)艙的建設(shè)中也起著重要的作用。員工可以借助這種先進(jìn)的設(shè)備對(duì)傳統(tǒng)的工作流程進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，從而提高無人機(jī)艙的水平和質(zhì)量。

分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以使用自己的微型傳感器來智能管理整個(gè)監(jiān)控區(qū)域。分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中采用多節(jié)點(diǎn)分布，大大縮短了傳輸過程，提高了傳輸效率。同時(shí)，分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以連接到Internet，這使得可以利用Internet技術(shù)對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。與其他無線傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，尤其是多點(diǎn)傳輸模式，節(jié)點(diǎn)大，空間分布密度高，從而保證了對(duì)物理現(xiàn)象的非常有效的監(jiān)測(cè)。此外，節(jié)點(diǎn)數(shù)量也高于其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。對(duì)分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分布式節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算能力、功耗和存儲(chǔ)容量進(jìn)行最基本的控制，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量。節(jié)點(diǎn)之間的通信方式不夠及時(shí)，和傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，仍然有許多問題缺乏明確的管理導(dǎo)致高度不穩(wěn)定的拓?fù)浜皖l繁的和無法控制的變化，所有的挑戰(zhàn)和問題，我們必須處理在未來制定協(xié)議。

3 ?船舶主機(jī)排氣溫度監(jiān)測(cè)的意義

船舶主機(jī)在運(yùn)行過程中，為了保證整體運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行安全，有必要對(duì)汽缸排氣溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該溫度參數(shù)能有效反映氣缸和燃油噴射設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)。因此，在船舶實(shí)際運(yùn)行過程中，許多工程師通過監(jiān)測(cè)汽缸排氣溫度來分析船舶主機(jī)的運(yùn)行情況。因此，加強(qiáng)對(duì)船舶主機(jī)單缸排氣溫度變化的分析是十分必要的。船舶柴油機(jī)排氣溫度過高影響柴油機(jī)的正常工作，如造成排氣管破裂產(chǎn)生火災(zāi)隱患;破壞滑油膜造成滑油失效導(dǎo)致拉缸;同時(shí)形成環(huán)境污染，造成大量損失。柴油機(jī)的排氣溫度不應(yīng)超過說明書的規(guī)定值，且各缸排氣溫度不應(yīng)產(chǎn)生較大的差距。

異常的排氣溫度也可以較早的預(yù)警可能出現(xiàn)的故障隱患例如：①冷卻水溫度異常。正常的柴油機(jī)冷卻水溫度應(yīng)保持在75-90攝氏度，冷卻水的溫度過高或者過低會(huì)影響燃燒室燃燒做功，從而影響柴油機(jī)輸出功率。②進(jìn)氣量及增壓器工作異常。主機(jī)的最大輸出功率受到進(jìn)氣量影響，異常的進(jìn)氣量或者增壓器故障同樣會(huì)導(dǎo)致燃燒室做功升高或者下降。③進(jìn)排氣門和氣門間隙異常。進(jìn)、排氣門損壞或者間隙過小都會(huì)使氣門關(guān)閉不嚴(yán)，在壓縮沖程中新鮮空氣泄漏，燃燒的不充分導(dǎo)致輸出功率減小，排氣溫度降低。④噴油提前角的異常或者噴油嘴堵塞。噴油量的減小同樣會(huì)導(dǎo)致排氣溫度偏低，因此主機(jī)排氣溫度的監(jiān)測(cè)意義重大，能較早的發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)工作的異常，提早排除故障，減小經(jīng)濟(jì)損失。

4 ?無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息融合、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢緊密結(jié)合在一起，不僅為應(yīng)用層的接入提供了便捷的途徑，還有助于解決系統(tǒng)的能耗問題，提高了WSN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合的效率。

4.1 壓縮感知的應(yīng)用

壓縮感知（Compressed sensing，CS）是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中起著非常重要的作用。它主要針對(duì)傳統(tǒng)信息處理中采樣信息處理的局限性，利用壓縮方法獲取傳感數(shù)據(jù)信息，利用隨機(jī)亞采樣實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮數(shù)據(jù)的直接采集。在數(shù)據(jù)采集和壓縮的過程中，直接采集，對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立編碼，在感知的過程中，不需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，在分布式數(shù)據(jù)處理和采集方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。通過將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)交荆瑝嚎s感知技術(shù)可以從WSN網(wǎng)絡(luò)中提取數(shù)據(jù)，并通過能量均衡自適應(yīng)壓縮感知算法防止網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)過度消耗能量。采用閾值選擇方法，滿足不同場(chǎng)景的需求，整合壓縮感知應(yīng)用的信息，將信息傳輸?shù)綗o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)位置，調(diào)用復(fù)雜數(shù)據(jù)。這樣，可以將基于網(wǎng)格的復(fù)雜多目標(biāo)定位問題轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)跟蹤問題，便于對(duì)WSN網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理，從而降低網(wǎng)絡(luò)消耗。

4.2 面向應(yīng)用的信息處理

在WSN中，為了提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信息融合、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢的效率，提高WSN信息融合的服務(wù)質(zhì)量，在WSN中采用面向應(yīng)用的信息處理，便于在網(wǎng)絡(luò)中快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。它不僅可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的高速傳輸，還可以降低網(wǎng)絡(luò)能耗。為了提供面向應(yīng)用的信息處理方法，使用不同測(cè)控輸入的WSN數(shù)據(jù)，并使用相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理完成節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)層面的數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的綜合處理。

5 ?無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)控狀態(tài)

5.1 無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)

在傳統(tǒng)主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息處理基本上是簡(jiǎn)單的顯示信息，但具體問題不能及時(shí)反饋。在這種背景下，相關(guān)人員往往需要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力來處理和解決問題，從而降低了整體維修工作的效率和質(zhì)量。如果能將主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造成無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就能在一定程度上解決這類問題。在無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)繼電保護(hù)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和監(jiān)控。如果有問題，可以對(duì)涉及到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，然后通過通信設(shè)備上傳到相應(yīng)的系統(tǒng)，系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)保存起來，不會(huì)消失。系統(tǒng)可以有效地檢測(cè)出不同時(shí)期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)圖，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。同時(shí)，無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以模擬損壞的設(shè)備進(jìn)行工作，從而保證主機(jī)保護(hù)的維護(hù)可以更輕松的完成。

主機(jī)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)信息通過zigbee-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上。相關(guān)人員根據(jù)收到的數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，包括汽缸排氣溫度、渦輪前排氣溫度、渦輪后排氣溫度、滑油溫度、冷卻水溫度等。傳輸方式也可以分為兩種不同的方式。一種是通過測(cè)控裝置傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)。這樣，數(shù)據(jù)信息就需要通過網(wǎng)絡(luò)配置傳輸?shù)较鄳?yīng)的測(cè)控設(shè)備。測(cè)控裝置對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成MMS形式傳輸給檢測(cè)系統(tǒng)。二是利用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行傳輸。與前者相比，該過程更快。它直接利用網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、排序和處理，然后轉(zhuǎn)換成MMS格式進(jìn)行傳輸。無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常采用無線傳輸數(shù)據(jù)，包括物理通斷和邏輯通斷兩種在線監(jiān)測(cè)方法。它們有自己的特點(diǎn)，也可以為數(shù)據(jù)交換提供良好的技術(shù)支持。

5.2 無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)物理鏈路通信

首先是無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相應(yīng)的物理鏈路通信。通信狀態(tài)需要保持實(shí)用性的原則，因?yàn)榫唧w的二次電路保護(hù)過程所涉及的內(nèi)容和類型比較多樣化。為了防止由于內(nèi)容多樣化而造成的數(shù)據(jù)傳輸問題，相關(guān)工作人員需要盡可能減少冗余環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從而加強(qiáng)主機(jī)保護(hù)的質(zhì)量。為了達(dá)到這一效果，相關(guān)人員在進(jìn)行主機(jī)物理通信的過程中，應(yīng)該采取一些高效、快速的通信方式，防止通信過程中涉及的多個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生一些無用的數(shù)據(jù)。但是，在交際的過程中，也要保證交際的實(shí)用性但是在溝通的過程中，也要保證溝通的實(shí)用性，為了簡(jiǎn)單快捷，一些必要的步驟不能省略。在實(shí)際運(yùn)行過程中，還可以通過框架結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整理，并對(duì)主機(jī)進(jìn)行評(píng)估。如果在實(shí)際操作過程中出現(xiàn)一些異常情況，也需要由相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行修復(fù)和修復(fù)，以確保主機(jī)各接口正常運(yùn)行。如果有數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e(cuò)誤，員工應(yīng)當(dāng)首先維護(hù)整體數(shù)據(jù)的前提下正常運(yùn)輸，然后進(jìn)行維修，準(zhǔn)確定位故障的位置，確保主機(jī)繼電保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，并為后續(xù)的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。

5.3 無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯鏈路通信

無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯鏈路通信在二次電路工作的過程中，主要的工作流程是SCD文件從生成到傳輸?shù)倪^程。在傳輸完相應(yīng)的信息后，還需要準(zhǔn)備相應(yīng)的信息并上傳到相關(guān)部門進(jìn)行檢測(cè)，以保證傳輸?shù)挠行浴Ｋ婕暗娜哂嘣O(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要與SCD數(shù)據(jù)保持一致，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。邏輯鏈路的功能主要是分析整理SCD文件以及組態(tài)、消息和設(shè)備之間的操作關(guān)系，使各鏈路能夠清楚地掌握自己的任務(wù)，在邏輯鏈路的調(diào)節(jié)下，數(shù)據(jù)傳輸變得更加清晰高效。無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)配置進(jìn)行在線評(píng)估。如果發(fā)現(xiàn)發(fā)送和接收設(shè)備不能匹配成功在評(píng)價(jià)過程中，它會(huì)發(fā)出警告，提醒員工進(jìn)行邏輯檢查和檢查相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)。

無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，員工首先需要將相應(yīng)的信息存儲(chǔ)在SCD文件中，并將其放入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以此為基礎(chǔ)建立模型。之后，之前整理好的數(shù)據(jù)和信息需要借助繪圖工具以圖像的形式表達(dá)出來。工作人員標(biāo)出上限和下限。上下限在設(shè)置的范圍內(nèi)是正常的。如果不是，則需要重新處理。溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過MMS進(jìn)行連接，保證信息能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控，在出現(xiàn)問題和故障時(shí)能夠及時(shí)處理。將后續(xù)數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)，方便員工進(jìn)行分析，從而制定出更好的方案。

6 ?無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)查詢和存儲(chǔ)

無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信息融合主要以數(shù)據(jù)中心的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。它不同于傳統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)庫(kù)的集中數(shù)據(jù)處理方法。采用分布式信息處理方法對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理。在信息融合過程中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以得到相應(yīng)數(shù)據(jù)的查詢處理和存儲(chǔ)信息時(shí)的響應(yīng)。

6.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) ?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也是無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)受到網(wǎng)絡(luò)能耗條件的限制。要解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，首先要解決的關(guān)鍵問題是如何處理網(wǎng)絡(luò)中的能耗分布，從而有效地實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和快速數(shù)據(jù)響應(yīng)。當(dāng)用戶獲取數(shù)據(jù)時(shí)，我們只需要關(guān)注數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和具體內(nèi)容，而不需要關(guān)注WSN網(wǎng)絡(luò)信息融合的細(xì)節(jié)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過程中，首先，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的本地計(jì)算函數(shù)，建立一個(gè)合理的邏輯分區(qū)和資源存儲(chǔ)分區(qū)的數(shù)據(jù)庫(kù)，并建立傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以快速定位數(shù)據(jù)地址和消除一些無關(guān)的數(shù)據(jù)，減少存儲(chǔ)介質(zhì)的訪問頻率，造成的能量損失訪問存儲(chǔ)過程，這不僅可以增加數(shù)據(jù)安全訪問的檢測(cè)機(jī)制，而且還有效地劃分存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的能量平衡，從而減少能源消耗的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)?？刹捎没谑录纳a(chǎn)頻率和查詢頻率、自適應(yīng)集中式查詢等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式策略，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。

6.2 數(shù)據(jù)查詢 ?無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，如何有效地檢索和查詢數(shù)據(jù)無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢需要降低網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎暮途W(wǎng)絡(luò)信息融合的延遲。在盡可能降低能耗的同時(shí)，還可以提供有效的數(shù)據(jù)服務(wù)。WSN的數(shù)據(jù)查詢主要包括三種類型：歷史查詢、快照查詢和連續(xù)查詢。WSN網(wǎng)絡(luò)提供SQL數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的查詢數(shù)據(jù)接口，可以查詢不同類型的傳感器數(shù)據(jù)。通過使用智能數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的查詢優(yōu)化和agent生成。這種規(guī)則匹配方式可以快速查詢系統(tǒng)數(shù)據(jù)，降低數(shù)據(jù)查詢的能耗。在數(shù)據(jù)查詢過程中，采用了優(yōu)化思想，以WSN中能量最高的節(jié)點(diǎn)作為查詢節(jié)點(diǎn)，然后使用周期性旋轉(zhuǎn)查詢，能夠平衡網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能耗，提高數(shù)據(jù)查詢效率。

6.3 節(jié)點(diǎn)部署方式 ?在無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，監(jiān)視器的實(shí)際需求決定了節(jié)點(diǎn)的部署方式。節(jié)點(diǎn)部署一般分為手動(dòng)部署和隨機(jī)部署。在手工部署中，通過仔細(xì)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)位置和密度，可以滿足對(duì)特定區(qū)域的監(jiān)控要求。在手工部署中，通過仔細(xì)規(guī)劃節(jié)點(diǎn)位置和密度，可以滿足對(duì)特定區(qū)域的監(jiān)控要求。當(dāng)節(jié)點(diǎn)成本較高且對(duì)自身位置要求較高時(shí)，手動(dòng)部署將是一個(gè)很好的選擇。然而，對(duì)于惡劣的環(huán)境，手動(dòng)部署策略的可執(zhí)行性較差。另一方面，在隨機(jī)部署方法中，節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)。如果單個(gè)用戶只關(guān)心區(qū)域內(nèi)環(huán)境信息的變化，那么節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)部署可以獲得有效的監(jiān)控。

6.4 網(wǎng)絡(luò)能耗設(shè)計(jì) ?無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)路由協(xié)議的主要目的是在發(fā)送端和接收端之間有效地傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在感知、處理、接收和傳輸信息時(shí)都會(huì)消耗能量，而數(shù)據(jù)傳輸是網(wǎng)絡(luò)中最消耗能量的部分。由于傳感器節(jié)點(diǎn)的能量有限，某些節(jié)點(diǎn)的能量消耗可能會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和連接性能的變化。然后，需要重新組織和尋找新的路徑來完成信息的傳遞。因此，路由協(xié)議的設(shè)計(jì)需要在能量?jī)?yōu)化和精度之間進(jìn)行權(quán)衡。

6.5 節(jié)點(diǎn)屬性 ?在無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，分散在環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)可以是同構(gòu)的，也可以是異構(gòu)的。同構(gòu)節(jié)點(diǎn)具有相同的工作能力，如傳輸范圍、電池壽命和處理能力等，而異質(zhì)節(jié)點(diǎn)具有不同的能力和資源。在大多數(shù)無線傳感器主機(jī)溫度采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)的位置保持不變。然而，對(duì)于某些特定的應(yīng)用，基站和節(jié)點(diǎn)可以移動(dòng)。在某一區(qū)域時(shí)，節(jié)點(diǎn)數(shù)量可能會(huì)根據(jù)用戶監(jiān)控需求而變化，即從幾個(gè)節(jié)點(diǎn)增加到幾百個(gè)節(jié)點(diǎn)。然而，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量過大時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)不可能保持對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜掷斫狻Ｒ虼?，所設(shè)計(jì)的路由協(xié)議需要能夠處理主機(jī)大量節(jié)點(diǎn)的通信問題。

7 ?結(jié)束語(yǔ)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在未來有著廣泛的應(yīng)用。它是由多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)傳輸和接收設(shè)備組成的自組織多層次網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)面向應(yīng)用的信息處理。信息融合是WSN網(wǎng)絡(luò)中信息處理的主要方法，它可以有效地處理獲得的信息，不僅可以降低主機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)的能耗，還可以降低主機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的時(shí)延，延長(zhǎng)主機(jī)的生命周期。

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