計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究畢業(yè)論文范文
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究畢業(yè)論文范文
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅僅實(shí)現(xiàn)了信息的傳遞、資源的共享,還拓寬了人們的視野,提高了人們的工作效率。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究畢業(yè)論文范文，供大家參考。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究畢業(yè)論文范文篇一
《 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程項(xiàng)目化教學(xué)改革分析 》
摘要：在信息化的時(shí)代背景下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門實(shí)用性的技術(shù)，對(duì)應(yīng)用和實(shí)踐有較高要求，因此，針對(duì)高職院校的特點(diǎn)應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程進(jìn)行改革。筆者從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程存在的問題入手，對(duì)該課程進(jìn)行項(xiàng)目化改革提出了相應(yīng)思路和措施。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù);改革;項(xiàng)目化
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》這門課程是高職院校計(jì)算機(jī)學(xué)科的一門基礎(chǔ)課程，在教學(xué)過程中，主要任務(wù)是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理、結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，最終目的以培養(yǎng)學(xué)生配置網(wǎng)絡(luò)、組建局域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)配置和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等實(shí)踐能力為主。因此，筆者以項(xiàng)目為依托，對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)進(jìn)行整體規(guī)劃和改革。
1《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程中存在的問題
傳統(tǒng)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程教學(xué)過程中存在一些問題，致使教學(xué)效果不明顯，不能滿足高職院校的教學(xué)目標(biāo)，現(xiàn)總結(jié)該課程中存在的問題如下。
1.1理論教學(xué)比重過大，缺乏實(shí)用性
該課程在早期人才培養(yǎng)方案中對(duì)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的比重設(shè)定比較模糊。在教學(xué)中，該課程所占學(xué)時(shí)總數(shù)為72學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)為54學(xué)時(shí)，實(shí)際操作只有18學(xué)時(shí)。這種課程設(shè)計(jì)延續(xù)了本科院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計(jì)，偏重理論教學(xué)，內(nèi)容抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)困難較大，只注重灌輸相關(guān)理論知識(shí)，卻忽視了高職教育的特點(diǎn)——動(dòng)手操作。學(xué)生在這種教學(xué)模式下只能接收抽象的、缺乏實(shí)用性的知識(shí)，對(duì)將來工作沒有太大幫助。
1.2教材過于陳舊，與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)
本課程教材大部分都是本科院校選取的理論知識(shí)的教材，在內(nèi)容方面偏重于介紹數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)、OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)等，而在實(shí)際應(yīng)用中，公司或者企業(yè)都注重實(shí)際搭建網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置、交換機(jī)等的設(shè)置?；诖耍@些教材知識(shí)已稍顯陳舊，跟不上計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的發(fā)展。
1.3實(shí)訓(xùn)環(huán)境無法滿足實(shí)踐教學(xué)的要求
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的制作、局域網(wǎng)的組建、網(wǎng)絡(luò)配置等實(shí)際操作能力為目標(biāo)，這些操作都要求具備較完善的實(shí)訓(xùn)設(shè)備，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的缺乏以及不適用的實(shí)訓(xùn)環(huán)境都會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無法進(jìn)行實(shí)際操作，直接影響了學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。
2以項(xiàng)目為依托，對(duì)課程進(jìn)行整體改革與設(shè)計(jì)
為適應(yīng)高職教學(xué)目標(biāo)和要求，現(xiàn)以項(xiàng)目為依托，對(duì)該課程進(jìn)行整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)，具體改革內(nèi)容如下。
2.1改革培養(yǎng)模式
首先，通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的調(diào)查以及對(duì)相關(guān)工作崗位的了解，對(duì)該課程的總學(xué)時(shí)進(jìn)行調(diào)整，將原有的72學(xué)時(shí)變更為36學(xué)時(shí)，將理論和實(shí)際操作學(xué)時(shí)的比例更改為1：1，即理論18學(xué)時(shí)，實(shí)際操作18學(xué)時(shí)，保證學(xué)生在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上對(duì)網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行操作。其次，在教學(xué)中，將課程學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所由課堂轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室或校外實(shí)訓(xùn)基地，以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為載體，建立教、學(xué)、做、測(cè)一體化的教學(xué)模式。以“組網(wǎng)、建網(wǎng)、管網(wǎng)、用網(wǎng)”為主線，引導(dǎo)學(xué)生完成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的工作項(xiàng)目，充分參與整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)作過程，讓學(xué)生在過程中完成從理論到實(shí)際操作的學(xué)習(xí)，在真實(shí)的實(shí)踐任務(wù)中完成職業(yè)能力的提升。再次，在教學(xué)過程中引入企業(yè)，開啟校企聯(lián)合培養(yǎng)模式。廣州珠江職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院與廣州中星網(wǎng)絡(luò)科技有限公司等合作，在新的培養(yǎng)方案上加入企業(yè)課程，由企業(yè)的高級(jí)工程師擔(dān)任主講教師，以企業(yè)的視角對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育。除此之外，安排學(xué)生去企業(yè)進(jìn)行為期兩周的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生深入企業(yè)，感受企業(yè)的工作過程和工作狀態(tài)，在工作實(shí)踐中培養(yǎng)綜合職業(yè)能力。
2.2教學(xué)內(nèi)容重組
遵照人才培養(yǎng)方案，遵循能力培養(yǎng)規(guī)律，將教學(xué)內(nèi)容由簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)行模塊化重組。新的教學(xué)內(nèi)容主要分為五大模塊，分別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、局域網(wǎng)基礎(chǔ)和組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及其配置、Internet基礎(chǔ)與接入方法和網(wǎng)絡(luò)安全。五大模塊共分為九個(gè)單元，具體安排見表1：這九個(gè)單元的知識(shí)環(huán)環(huán)相扣，教學(xué)過程中針對(duì)高職院校學(xué)生的特點(diǎn)，設(shè)置實(shí)踐教學(xué)課程，給出具體任務(wù)書，配合應(yīng)用情境調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的基本能力和基本技能。
2.3教學(xué)過程設(shè)計(jì)與實(shí)施
以項(xiàng)目為導(dǎo)向，按照單一到綜合的原則對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程進(jìn)行安排與設(shè)計(jì)。在實(shí)訓(xùn)前要求學(xué)生明確實(shí)訓(xùn)目的與任務(wù)、了解相應(yīng)的應(yīng)用情境、分析可能出現(xiàn)的問題及預(yù)測(cè)各種可能性。對(duì)于綜合性較強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，組織學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目分工和協(xié)調(diào)，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和管理能力。在項(xiàng)目進(jìn)行的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力。通過改革，對(duì)該課程采取“五步教學(xué)法”，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，由理論指導(dǎo)實(shí)踐，同時(shí)在實(shí)踐中加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的掌握。第一步進(jìn)行效果展示，吸引學(xué)生眼球;第二步進(jìn)行效果剖析，重點(diǎn)講解;第三步開始項(xiàng)目分組，學(xué)生進(jìn)入動(dòng)手操作階段;第四步進(jìn)行交換測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果;第五步總結(jié)點(diǎn)評(píng)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固強(qiáng)化。
2.4課程考核改革
本課程將在原有的使用傳統(tǒng)紙質(zhì)試卷的考核方式上加入實(shí)踐考核環(huán)節(jié)，將考核重心由理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H操作，由對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的考核轉(zhuǎn)向?qū)β殬I(yè)能力的考核，通過對(duì)課程的考核體現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)效果，激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
3結(jié)語
在廣州珠江職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院多位教師的共同努力下完成了對(duì)《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程在教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、課程考核及實(shí)訓(xùn)環(huán)境等方面的探索與改革，端正了學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，也充分鍛煉了學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，提升了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，也取得了良好教學(xué)效果，獲得了學(xué)生認(rèn)可。通過對(duì)該課程項(xiàng)目化教學(xué)改革的研究和探索，也對(duì)其他課程的建設(shè)起到了一定推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究畢業(yè)論文范文篇二
《 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究 》
【摘要】隨著現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的逐漸發(fā)展，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)信息化趨勢(shì)越發(fā)突顯。網(wǎng)絡(luò)信息化時(shí)代的發(fā)展基礎(chǔ)在于計(jì)算機(jī)技術(shù)。而在計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用中，不可避免地存在著多種網(wǎng)絡(luò)威脅因素。文章主要是對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中，虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析研究，以此幫助實(shí)現(xiàn)其功能的最大化發(fā)揮，保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全，消除威脅隱患。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全;虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù);應(yīng)用
前言
隨著現(xiàn)今時(shí)代的發(fā)展，人類生活與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)越發(fā)緊密。但是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在給予人們極大便利的同時(shí)，也導(dǎo)致各類網(wǎng)絡(luò)安全問題出現(xiàn)。為了有效解決此類問題，眾多新興計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全維護(hù)工作中。近些年來，虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用已獲取到了極大的成效。
一、虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用功效
該項(xiàng)技術(shù)之所以能夠在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)中得到廣泛應(yīng)用并獲取較好效果，其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)性不容小覷。該項(xiàng)技術(shù)所發(fā)揮的保護(hù)技能并非完全單一化，而是有機(jī)結(jié)合多方面的安全技術(shù)采用多樣化的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)理念，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠。另外，在該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中，還具有極強(qiáng)的高效簡(jiǎn)化能力，可幫助降低線路鋪設(shè)成本及其鋪設(shè)難度[1]。與此同時(shí)，在該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用中對(duì)于設(shè)備要求較低，且其擴(kuò)容性強(qiáng)，可促使虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為多種信息載體核心技術(shù)，充分發(fā)揮其防護(hù)能力。
二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用
2.1在企業(yè)合作客戶及企業(yè)間的應(yīng)用
在企業(yè)合作活動(dòng)中，企業(yè)客戶之間需一同共享部分?jǐn)?shù)據(jù)信息。而企業(yè)出于對(duì)商業(yè)機(jī)密安全的考量，無法完全將內(nèi)容資料呈現(xiàn)于客戶面前，而如果應(yīng)用了虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，那么企業(yè)便可將需共享處理的數(shù)據(jù)文件放置于一個(gè)共享文件夾之中，對(duì)于一些機(jī)密內(nèi)部數(shù)據(jù)設(shè)置防火墻做隔斷處理，從而達(dá)到在有效共享信息數(shù)據(jù)的同時(shí)，保障企業(yè)商業(yè)機(jī)密的目的，避免企業(yè)私有數(shù)據(jù)流失威脅出現(xiàn)。
2.2在遠(yuǎn)程分支部門及企業(yè)部門之間的應(yīng)用
為了促使企業(yè)信息可在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)最大化的共享應(yīng)用，企業(yè)可在網(wǎng)絡(luò)安全中應(yīng)用虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效連接起各地的分支企業(yè)機(jī)構(gòu)。如此一來，虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在遠(yuǎn)程分支及企業(yè)部分之間的應(yīng)用領(lǐng)域也被稱為企業(yè)虛擬局域網(wǎng)。在虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中較為常見的技術(shù)類型為硬件式，在其應(yīng)用中具有高速加密性的優(yōu)勢(shì)功能，且用于加密處理的密鑰較難被破壞，其應(yīng)用安全效率極高。
2.3遠(yuǎn)程員工與企業(yè)網(wǎng)之間
隨著現(xiàn)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)化發(fā)展，虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也需得到良好發(fā)展。如果僅僅是在基礎(chǔ)工作上努力，那么則無法獲取理想成績(jī)。甚至于在后期的工作中，還會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)威脅出現(xiàn)，惡性循環(huán)狀況出現(xiàn)[2]。出于對(duì)未來的發(fā)展及用戶實(shí)際利益的考量，需在遠(yuǎn)程員工及企業(yè)網(wǎng)中應(yīng)用虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)?，F(xiàn)如今，大部分的企業(yè)員工辦公所處地為外地，與總公司網(wǎng)路之間的關(guān)系較為疏遠(yuǎn)化，無法整體化的確保計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全。而在虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用中，可為加強(qiáng)遠(yuǎn)程員工及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間關(guān)聯(lián)提供助力。如可將企業(yè)總部設(shè)置為虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的中心關(guān)聯(lián)點(diǎn)，在整個(gè)企業(yè)的內(nèi)部設(shè)定好虛擬功能防火墻，將其作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出口網(wǎng)關(guān)。一些業(yè)務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、辦公用戶如果想要進(jìn)入至防火墻中，那么就必須經(jīng)虛擬網(wǎng)客戶端登錄。此種方式在應(yīng)用中可幫助有效保障網(wǎng)絡(luò)安全性。另外，由于此種方式在應(yīng)用中還可將采購及銷售人員所具備信息一同傳輸至企業(yè)系統(tǒng)之中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程員工及企業(yè)之間的信息共享。因此，此種虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用屬于遠(yuǎn)程訪問式，在確保其網(wǎng)絡(luò)安全性極強(qiáng)的同時(shí)可幫助降低應(yīng)用成本，真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
2.4在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中的應(yīng)用
隨著現(xiàn)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)安全管理的模式無法跟上企業(yè)發(fā)展的速度[3]。所以，現(xiàn)今企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全管理越發(fā)精細(xì)，企業(yè)需做到是，實(shí)現(xiàn)各部門信息的有機(jī)結(jié)合豐富化處理，突破以往企業(yè)信息資源空間之間存在著的限制，實(shí)現(xiàn)其管理信息的同步一致化。而虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，可幫助科學(xué)拓寬信息通路，沖破空間限制，促使企業(yè)信息管理系統(tǒng)趨于安全及高效化。
三、結(jié)語
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)中，虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并可幫助獲取到較好效果，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)相比，虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性極為突顯不可比擬。與此同時(shí)，還需加強(qiáng)注意的是，在該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展中，需加強(qiáng)對(duì)其整個(gè)行業(yè)發(fā)展推動(dòng)性、指向性的重視。在本次研究中發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中虛擬技術(shù)的應(yīng)用范圍主要為：企業(yè)合作客戶及企業(yè)間;遠(yuǎn)程分支部門及企業(yè)部門間;遠(yuǎn)程員工與企業(yè)網(wǎng)間;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中，并在多個(gè)領(lǐng)域獲取到較好的應(yīng)用效果，全面保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全，消除其中存在著的威脅隱患，提升安全管理效率及質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究畢業(yè)論文范文篇三
《 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 》
傳感器，即能夠感受物體屬性參數(shù)的元器件，這一概念對(duì)于普通人來說并不陌生和新鮮，然而隨著IT和無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，其測(cè)量系統(tǒng)的組成已發(fā)展到智能化和網(wǎng)絡(luò)化。上世紀(jì)70年代，是模擬控制和顯示器時(shí)代，傳感器測(cè)量參數(shù)只能實(shí)現(xiàn)所謂的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，即多個(gè)參數(shù)的測(cè)控需要多個(gè)顯示/控制器，這樣的通信網(wǎng)只能說是傳感器測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的雛形;80年代采用微處理器串/并接口(RS-232、RS-485等)與傳感器連接，而構(gòu)成具有信息綜合處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò);90年代至21世紀(jì)初采用現(xiàn)場(chǎng)總線連接傳感器構(gòu)成局域網(wǎng)，產(chǎn)生有線連接的智能傳感器網(wǎng)絡(luò);至目前為止無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，WSN)已成為業(yè)界討論和研究的熱點(diǎn)。它是隨著無線通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等發(fā)展，應(yīng)運(yùn)而生的。時(shí)下，物聯(lián)網(wǎng)(Internetofthings，IOT)產(chǎn)業(yè)及技術(shù)如雨后春筍般蓬勃發(fā)展，作為其最底層的最基本的也是最重要的最關(guān)鍵的WSN網(wǎng)絡(luò)的性能好壞和功能強(qiáng)弱顯得尤為突出。應(yīng)用中，WSN是由眾多功能相同或者不同的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，并把它們科學(xué)地分布于被監(jiān)測(cè)區(qū)域，各節(jié)點(diǎn)間自組織形成無線網(wǎng)絡(luò)(一般多采用Zigbee協(xié)議)，采用多條鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，最終把各類屬性測(cè)量數(shù)據(jù)(如溫/濕度、煙霧濃度、物體移動(dòng)等)匯聚和融合處理后經(jīng)網(wǎng)關(guān)與外網(wǎng)聯(lián)結(jié)，到達(dá)用戶終端(電腦、手機(jī)等)，給用戶提供安全正常的信息，或者危險(xiǎn)的非正常的信息，以便進(jìn)行及時(shí)干預(yù)。
1對(duì)WSN的約束條件及性能要求
實(shí)際應(yīng)用中各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)多數(shù)是分布于無人區(qū)、野外、甚至是軍事區(qū)和劇毒、易腐蝕、爆炸等惡劣環(huán)境中，因此有以下約束限制:
1)自帶電源提供能量，如鈕扣電池、蓄電池、太陽能電池等;
2)安裝要隱蔽。要求節(jié)點(diǎn)的體積小、外殼設(shè)計(jì)要防水、防氧化，甚至有抗爆能力;
3)無線通信距離不能太遠(yuǎn)，一般限制在幾米至幾十米，以節(jié)省能量。同時(shí)在一定范圍內(nèi)能預(yù)防監(jiān)聽、惡意路由、病毒攻擊等];
4)自身攜帶的嵌入式系統(tǒng)功耗要小、速度要快、數(shù)據(jù)處理能力要強(qiáng)等?；谝陨霞s束條件，有以下關(guān)鍵性能指標(biāo)要求:
1)網(wǎng)絡(luò)的工作壽命。在外殼設(shè)計(jì)滿足環(huán)境的要求下，影響壽命的主要因素就是電源供給和能耗。在自身攜帶電池的情況下，一個(gè)平均能耗足夠低的WSN網(wǎng)絡(luò)，能源儲(chǔ)備要維持?jǐn)?shù)年才是。WSN中能耗最大的器件是無線接收/發(fā)送器，設(shè)計(jì)時(shí)可以降低其工作頻率和輸出功率、采取間隙工作方式等;
2)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。由節(jié)點(diǎn)的通信距離和節(jié)點(diǎn)數(shù)決定，但節(jié)點(diǎn)數(shù)過多時(shí)能耗加大，且數(shù)據(jù)的采樣速率會(huì)降低而受到牽制;
3)網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制。在各個(gè)協(xié)議層要有保密、點(diǎn)到點(diǎn)消息認(rèn)證、完整性鑒別、時(shí)效性、認(rèn)證組播和廣播等要求;
4)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時(shí)間。多數(shù)的WSN對(duì)響應(yīng)時(shí)間無嚴(yán)格要求，但在安全監(jiān)測(cè)和工業(yè)控制中，該指標(biāo)顯得尤為重要;
5)測(cè)量精度。說到底，WSN其本質(zhì)仍是一個(gè)計(jì)算機(jī)測(cè)量與監(jiān)督控制系統(tǒng)，在哪些場(chǎng)所對(duì)所測(cè)的數(shù)據(jù)精度要求高或者低，是不言自明的。
2WSN中的路由技術(shù)
與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同，WSN的主要任務(wù)是傳送數(shù)據(jù)(以數(shù)據(jù)傳送為中心)。路由技術(shù)主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以充當(dāng)路由角色。并起著監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、建立、維護(hù)和刪除節(jié)點(diǎn)路由的任務(wù)。本小節(jié)主要闡述WSN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和路由技術(shù)。
2.1傳感器節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
WSN的組成包括分布式傳感器節(jié)點(diǎn)、無線接收/發(fā)送器、外部網(wǎng)絡(luò)和用戶終端/接口操作界面。應(yīng)用中，眾多的傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)常以平面和聚類分層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行路由驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)傳送。平面結(jié)構(gòu)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)適合規(guī)模較小的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)，如家庭、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)所，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容錯(cuò)性好，但是每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要維護(hù)龐大的路由記錄，在此不再贅述。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)規(guī)模較大時(shí)，就需要采用聚類分層結(jié)構(gòu)。聚類分層是把同一類型的傳感器節(jié)點(diǎn)劃分為一層，叫做簇。每個(gè)簇群中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)稱為簇群頭，其負(fù)責(zé)簇群內(nèi)所有成員所采集信息的收集、融合處理和簇頭間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，起著匯聚節(jié)點(diǎn)的作用;在網(wǎng)外，可作為中繼或網(wǎng)關(guān)與用戶終端相連。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由若干簇組成，而各個(gè)簇頭之間的通信又構(gòu)成高一級(jí)的簇群網(wǎng)絡(luò)。簇頭的產(chǎn)生可以預(yù)定，也可以由節(jié)點(diǎn)使用分簇算法自動(dòng)選舉產(chǎn)生，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性。當(dāng)簇頭確定好之后，簇成員的任務(wù)就簡(jiǎn)單了，不需要維護(hù)大量的復(fù)雜的路由信息，而使網(wǎng)絡(luò)具有很好的擴(kuò)展性。
2.2聚類分層路由技術(shù)
在WSN中，路由協(xié)議是基于無線鏈路連接的，路由的本質(zhì)是將數(shù)據(jù)幀由原節(jié)點(diǎn)傳輸至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。結(jié)合WSN節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，路由技術(shù)又分為平面和層次兩種，也是最常用的。在此主要闡述一下低功耗自適應(yīng)聚類分級(jí)LEACH(lowEn-ergyAdaptiveClusteringHierarchy，IEACH)層次路由協(xié)議。其基本方法是采用循環(huán)機(jī)制，隨機(jī)選擇簇頭節(jié)點(diǎn)，并將耗能負(fù)載平均分配到各個(gè)簇群成員中。具體講，隨機(jī)選擇一個(gè)節(jié)點(diǎn)做簇頭，由該簇頭向各傳感器節(jié)點(diǎn)廣播消息，各節(jié)點(diǎn)根據(jù)其信號(hào)的強(qiáng)弱選擇是否加入該群(等能量加群，以節(jié)省工作能量)。簇群確定好之后，簇頭按照TDMA(時(shí)分復(fù)用)方式給節(jié)點(diǎn)成員分配一個(gè)時(shí)間間隙，此時(shí)簇頭開始處于睡眠狀態(tài)，各節(jié)點(diǎn)成員在規(guī)定的時(shí)間間隙如有數(shù)據(jù)發(fā)送請(qǐng)求，可喚醒簇頭，以傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)將所有成員數(shù)據(jù)接收完畢后，再進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，剔除冗余數(shù)據(jù)，傳輸給外網(wǎng)。此過程輪流不斷，周而復(fù)始。其每一輪都由初始化和穩(wěn)定工作兩個(gè)階段組成。初始化是簇的形成過程，要依據(jù)簇頭所占的百分比和節(jié)點(diǎn)成員數(shù)選出簇頭。方法是:在同一時(shí)間段，抽查任一節(jié)點(diǎn)成員隨機(jī)產(chǎn)生的0～1之間的數(shù)據(jù)，如果小于閾值T，則選為簇頭。
3傳感器節(jié)點(diǎn)硬件組成說明
WSN應(yīng)用可分為環(huán)境數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)測(cè)和目標(biāo)跟蹤定位三種類型。無論哪一種應(yīng)用，其節(jié)點(diǎn)硬件均離不開傳感器元器件及調(diào)理電路、微處理器單元、數(shù)據(jù)無線接收/發(fā)射單元和電源四部分組成。其中，傳感器盡量選用集傳感、補(bǔ)償、信號(hào)調(diào)理及A/D轉(zhuǎn)換等于一體的器件，如DS18B20數(shù)字化一線式溫度傳感器、SHT11數(shù)字式溫/濕度傳感器、ADXL202數(shù)字式加速度傳感器、EL7900數(shù)字式光照度傳感器、Ms5534大氣壓力傳感器、BL1785數(shù)字化聲音傳感器、GS-1000數(shù)字式位移傳感器、AP-C30C數(shù)字式壓力傳感器、HBMC16i數(shù)字式稱重傳感器;微處理器的選擇主要考慮低功耗、運(yùn)行速度快、I/O接口多可擴(kuò)展，成本低，安全性可靠性好等，另外結(jié)構(gòu)組成上含有多通道A/D轉(zhuǎn)換及同步/異步無線接收發(fā)送器等。如ATMEL公司的AVR系列單片機(jī)、TI公司的MSP430F14系列單片機(jī)等;無線通信也有專門的模塊芯片，如TR1000，CC1000、NRF401、CC2530等，其中，CC2530芯片本身還集成有8051單片機(jī)和RF射頻無線收/發(fā)器，是一個(gè)真正的片上系統(tǒng)(Soc)。電源模塊有室內(nèi)和室外之分，室內(nèi)可采用外部穩(wěn)壓電源供電，或者外部與自身攜帶能源相結(jié)合原則，而在偏遠(yuǎn)的野外一般只能采用自身供電方式，具體不再贅述。
4結(jié)束語
WSN其本質(zhì)上仍是計(jì)算機(jī)監(jiān)督測(cè)量與控制系統(tǒng)，只不過其應(yīng)用已從最初的工業(yè)控制延伸到其它行業(yè)和人們生活當(dāng)中。WSN的網(wǎng)絡(luò)體系也是物聯(lián)網(wǎng)的底層體系組成部分，并且是其最基本的和最主要的組成部分。雖然WSN的研究和發(fā)展已有若干年，但到目前，其技術(shù)還不很成熟，應(yīng)用也沒有大規(guī)模投入。原因無非是成本和技術(shù)兩方面，技術(shù)方面主要是傳感器元件種類少、精確度、供電及能耗、節(jié)點(diǎn)路由、容錯(cuò)性、安全性、內(nèi)外網(wǎng)接口及系統(tǒng)維護(hù)等，從現(xiàn)階段來看，這些都不是難事，其應(yīng)用和普及是可以預(yù)見的。再過若干年，WSN及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將是人類生活的主要組成部分，就像當(dāng)今人們離不開手機(jī)和電腦一樣，人類生活將離不開WSN和物聯(lián)網(wǎng)。
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