基于無線傳感網與移動通信網的網絡融合模型
加入技術交流群
由于無線傳感網技術和移動通信技術的快速發展，人們對遠程設備的控制、管理，對遠程信息的獲取、處理的需求逐步得到解決。另一方面，以物理感知、媒體感知、社會感知和信息安全等與感知相關的理論或技術研究成果為基礎，以設計和測試為一體目的的大型系統的設計也有了可能性。無線傳感網技術解決的是信息的獲取和感知問題，而移動通信技術解決的是數據的傳輸與分發問題，這兩者的無縫融合必然成為未來網絡發展的方向。因此，研究適用于兩網融合的設備成為了必須解決的問題。與此同時，研究融合模型能夠作為實現感知系統設計測試一體化平臺的基礎。兩網融合模型解決了信息在無線傳感網和移動通信網之間獲取、處理和傳輸的問題，既擴大了無線傳感網的應用范圍，又充分利用了成熟的移動通信網絡，挖掘了潛在的應用和商業價值。
目前的研究大多集中在傳統應用場景，以解決傳統的需求為目標。例如，文獻研究了面向網絡管理的SINK節點模型，提出了較新的CORBA ／SNMP模型；文獻研究了以太網和CAN總線之間的網絡轉換模型，通過分析以太網和CAN總線的網絡模型，給出了Ethernet／CAN模型；文獻研究了基于XML的通用協議轉換模型，通過引入NETCONF機制并和SNMP結合，實現了比較通用的模型。
可以看出，現有的研究重點仍然在較傳統的應用領域，而對于無線傳感器網絡和移動通信網之間的融合則鮮有研究。本文在研究傳統融合基礎上，針對無線傳感器網絡和移動通信網絡的特點，提出了一種既能較好滿足兩網融合基本功能，又能體現兩種網絡不同特點的模型——基于無線傳感網與移動通信網的網絡融合模型(Wireless Sensor Network-Mobile Communication Network Model，WSN-MCNM)，同時解決了融合過程中的QoS保障與安全問題。實驗表明，WSN-MCNM模型能夠體現較好的功能性、魯棒性和安全性。
1 相關研究
自從有了“網絡”這個詞開始，多種多樣的應用逐漸催生了各種各樣的網絡，如電話網、互聯網、廣播網。甚至在互聯網里也分成好幾種適應于不同應用場景的網絡類型。有關不同網絡之間如何融合的研究也成爆炸式的增長。目前的代表性工作主要集中在以下三個方向：
1．1 面向網絡管理的融合模型
當前的網絡管理領域中主要存在2種傳統的管理協議和框架，基于TCP／IP層的SNMPv2協議框架以及基于OSI七層協議上的CMIP協議框架。他們各有局限，難以滿足網絡管理領域向綜合、開放、分布式處理和互操作方向發展的迫切要求。近年來，CORBA分布式對象技術逐漸進入了人們的視線，CORBA的ORB，HOP，IDL特性使分布式對象技術開發的系統具有結構靈活，軟硬件平臺無關等優點，因此能夠適應網絡管理的特點。所以，將CORBA技術和傳統的網絡管理技術結合成為了一種新的網絡管理方式。
面向網絡管理的融合模型如圖1所示。
1．2 面向網絡轉換的融合模型
目前，網絡在工業控制領域得到了廣泛的應用。現場總線，CAN總線等使傳統的工業制造信息化、智能化，提高了生產效率，極大的豐富了生活物資。另外，以太網以其廉價和開放的特點成為最普及的局域網技術，它是構筑互聯網的基礎。研究將以太網作為信息傳遞的主干網，連接現場總線和其他高級設備的新型網絡結構成為了工業控制網絡發展的趨勢。
Ethernet／CAN網關連接的是2個通信協議和結構完全不同的網絡。對于Ethernet／CAN網關來說，其工作實際上是對信息重新封裝以使它們能夠被Ethernet或CAN網所讀取。為了完成這項工作，網關必須能運行在OSI模型的幾個層次上。根據網關的功能，網關系統主要由CAN總線接口、協議處理單元和Ethernet接口三部分組成。協議處理單元是網關硬件的核心，它的主要部分是通用微處理器，主要完成CAN總線到以太網的協議轉換。
面向網絡轉換的融合模型如圖2所示。
1．3 面向協議轉換的融合模型
在網絡管理領域，SNMP曾經由于它的簡單性和實用性廣泛應用于網絡管理領域，但是SNMP自身存在著很多缺陷，如靈活性和效率不夠，這樣的缺陷使SNMP不能適應大型異構網絡的需求。與SNMP相比，XML在網絡管理方面有很多優勢。首先，XML全面支持基于web的網絡管理，因為XML文檔可以在網絡上方便的使用HTTP協議傳送；其次，XML將文檔的內容和表示方法分開，更有利于處理復雜的數據，上述這些優勢使得XML成為SNMP未來很好的代替品。
pid控制相關文章:pid控制原理
評論