无线传感器网络和网格结合关键问题研究

(5)任务调度

无线传感器网络中传感器节点的任务调度要考虑能量消耗和可用传感器资源。同时，无线传感器网络是以数据为中心的网络，在进行任务调度时，有效地利用传感器收集到的传感数据也是非常重要的一项工作。在结合框架中同时存在多个无线传感器网络时，要求调度过程能够充分利用多种类型的数据。

(6)系统安全

无线传感器网络所感知到的数据往往都是非常重要而且要求保密的，不允许任何数据的窃取和恶意修改。网格资源也要求经过认证的个人和服务提供者才能够访问。在网格中，通过认证和授权机制来确保访问者的合法身份，实现网格资源的安全访问。无线传感器网络通过使用节点认证、传感数据加密、安全MAC协议等方式来保证节电和传感数据的有效安全。结合框架为了同时保证网格和无线传感器网络的安全，需要将网格安全技术和无线传感器网络安全技术有机结合起来，确保整个系统的安全。

(7)健壮性

传感器节点使用电池供电、使用不可靠的无线通信网络通信，很有可能会造成运行在传感器节点上的传感任务失败。为了防止传感器节点上的传感任务失败，结合框架应该支持任务的复制和迁移。这样，如果部分传感器节点失效，传感任务也可以很快由失效传感节点迁移到正常节点。如果有足够的传感资源，传感任务也可以复制。这样，部分节点的失效不会影响到整个传感任务的执行。最后，如果传感任务被打断，在系统恢复后，传感任务应该能够从打断的地方重新开始。

(8)服务质量

服务质量可以决定系统是否能够提供有效的传感资源和服务。通过QoS参数可以规定网格传感任务所使用的传感器节点、存储空间、通信带宽、消耗电量等指标。通过这些指标的使用，可以增加传感任务的健壮性，避免节点失效和通信中断的影响。结合框架要满足不同QoS的需求，将从高层规定的QoS需求映射为底层的QoS参数。在传感任务需要多个不同的传感器资源时，为了达到要求的QoS，需要对传感资源进行预留。

3.无线传感器网络和网格结合框架

无线传感器网络和网格结合框架可以使多个无线传感器网络接入网格，提供统一的网格服务。该框架主要有三层构成：无线传感器网络接入层、任务管理层和服务管理层。整个系统框架如图1 所示。

图1 无线传感器网络和网格结合框架

(1) 无线传感器网络接入层：该层的主要作用是多个无线传感器网络的无缝接入，对无线传感器网络进行抽象，使上层看到一致的数据层。该层主要完成网络协议转换、网格API映射、多无线传感器网络接入、安全保证和任务健壮性等任务。

(2) 任务管理层：该层的主要作用是多数据融合任务的合理调度。该层主要完成数据处理任务的合理分配和多传感任务的合理调度等任务。

(3) 服务管理层：该层的主要作用是无线传感器网络的管理和无线传感器网络服务的形成和管理。该层主要完成无线传感器网络能量管理和服务质量控制等任务。

4.结论

无线传感器网络和网格结合可以有效地弥补传感器节电数据处理能力不足的问题。本文提出了一个结合框架来实现无线传感器网络和网格结合，并论述了结合过程中需要解决的关键问题。利用结合框架，可以有效解决网络互联、任务调度等问题，使无线传感器网络和网格无缝集成，增加传感数据的处理能力。但是，现在的结合框架存在一些不足，比如没有考虑对移动传感器节点的特殊处理，无法改进对传感节点的调度方法等，这也是以后需要改进的地方。

本文作者创新点：

本文提出了解决无线传感器网络和网格结合的结合框架，并分析了在构建结合框架过程中面临的问题和解决思路。利用结合框架，可以有效解决网络互联、任务调度等问题，使无线传感器网络和网格无缝集成，增加传感数据的处理能力。