【无线传输技术探究与实现5200字（论文）】

无线传输技术研究与实现目录306第1章无线传输网络的概论 III概述无线传输网络是一种“智能”测控网络，它由监视区域内或附近大量廉价的具有通信、测量和计算功能的微传感器节点组成。无线传输网络具有广泛的应用前景和巨大的应用价值在军事、农业、环境监测、医学与健康、工业、智能交通、建筑监测、空间研究等领域，被认为是改变世界的十大技术，是未来四大高科技产业之一。现如今，世界各个相关领域都对无线电传感器网络技术的应用进行探究。本文对无线传输网络技术在各个领域的应用和未来的发展趋势进行了介绍，将会有一定的参考价值。关键词：无线传输网络；传输技术；路由协议第1章无线传输网络的概论随着社会的发展和现代技术的发展，物联网已经成为我们国家和人民的意识。物联网是在现有互联网的基础上发展起来的。该项技术不仅结合了网络技术、信息技术等各项技术，还结合无线传输技术，使得M2M物联网系统真正实现智能化的发展需求。无线传输网络也是一个研究热点，结合了各类智能技术，是多种智能技术的集合。1.1无线传输网络的概念无线电传输网络是很多传感器节点的集合，属于典型的自组织网络。该网络中的传感器节点可以快速感知周边环境特点并反馈环境的特点参数，而且具有简单的计算能力[1]。同时，经过测量和计算，相关信息可以在网络上传输，并具有一定的通信功能。传感器节点属于无线传输系统的组成部分，就像无线传输网络的“细胞”一样，具有数据采集、数据处理、数据存储和数据传输等功能。传感器节点负责从网络中收集环境信息，监测数据通过聚合节点收集并报告给用户[2]。1.2无线传输网络的结构图1.1无线传输网络结构图1.2.1传感器网络该种网络类型在数据的分析与处理、通信方面存在劣势，并且需要由小电池供电。在实现功能方面，传感器网络中的节点就会各自执行信息搜集和分析的任务，并与其他节点传输过来的各类数据进行综合，由多个节点共同执行系统命令。1.2.2汇聚节点汇聚节点的信息分析处理能力较强。可以利用传感器网络与外部网络相连，从而通过协议互换来执行信息交换命令。并且，在传感器节点接收到监控节点下发下来的任务之后，会利用无线传输网络与外部网络进行数据交换工作[3]。1.2.3管理节点管理节点能够实现整个无线传输网络的动态监管。传感器网络用户可以利用被管理节点实现无线传感器网络的资源访问。1.3无线传输网络的主要特点1.3.1大规模为了获得精确的信息，监视区域通常使用大量的可达数千甚至更多的传感器节点。传感器网络的概念共有两种[4]：其一，传感器节点所位于的地理空间较为宽敞，位置比较偏僻，比如说位于一些原始森林当中，传感器网络被广泛应用于森林防火工作以及环境监管工作当中，所以在此过程中使用的传感器节点数量较多。大规模传感器网络的优势主要有：从多个空间角度获取到的信息的信噪比较大，可以实现多种信息的分布式管理，满足高监测精度的要求，还能是单节点传感器的精度变低，进一步提升系统的容错性，而监控节点数目的增加还会使得监视区的范围变大，减少了盲区的范围。1.3.2自组织在使用传感器网络时，传感器节点一般情况下并不需要有基础设施。所以很难说从一开始就知道所有传感器节点的确切位置，也不可能提前得知某个节点与相邻节点的关系，比如大量的传感器节点分布在大面积的原始森林中、或者机场中。由于该区域是人类无法进入的危险区域，因此需要传感器节点拥有自动配置的能力，并通过拓扑控制机制和网络协议自动配置技术来实现多跳无线网络系统的构建，并向用户提供监控数据。在应用传感器网络执行任务的时候，部分传感器节点会因为能量不足或者环境因素影响而被损坏，这时就需要增加节点以补偿故障节点，保证网络精度不会降低。这种情况下，传感器网络内的各种节点数量就会不断出现动态改变，使得网络的拓扑结构跟着一起改变。因此自动执行传感器网络配置的工作的时候，必须结合网络拓扑结构的特点进行配置。1.3.3动态性传感器网络的拓扑结构的主要影响因素如下[5]：（1）部分传感器节点会因为能量不足或者环境因素影响而被损坏，（2）因为超时或者环境改变而导致的信息链路的改变。（3）传感器网络中的传感器、传感目标和观察者都可以移动。（4）增加一个新节点。这就要求传感器网络系统能够以动态的系统可配置性来适应这些变化。1.3.4可靠性无线传输网络特别适用于恶劣的环境或人类无法触及的区域。节点在开放的环境中运行，可以承受日晒雨淋，甚至可能受到人类或动物的伤害。传感器节点的使用往往是随机的，比如飞机或弹丸被发射到特定区域，传感器节点必须坚固、不易损坏、适应各种恶劣的环境条件。由于监控区域环境有限，传感器节点众多，无法手动处理每个传感器节点，使得网络维护非常困难。传感器网络通信的保密性和安全性也很重要，为了防止数据被盗和接收错误的监控信息，传感器网络的硬件和软件必须具有鲁棒性和容错性。1.3.5以数据为中心互联网属于计算机的重要终端系统，不仅仅指的是网络。其与网络是两种独立的概念。在互联网中，每个网络设备都有专属的IP地址标识，每次信息的传输过程当中，互联网都会对设备的IP地址进行访问。为了获取互联网中的资源，必须要知道资源所处的服务器的具体IP地址，因此可以将现有的互联网系统看成是一个地址中心。传感器网络是基于任务的网络。没有传感器网络，谈论传感器节点是没有意义的，传感器网络中的节点是由它们的节点编号来识别的。整个网络是否只需要节点数量取决于网络通信协议的设计。由于传感器节点的随机使用，传感器网络与节点数量之间的关系是完全动态的，这意味着当用户使用传感器查询事件时，节点数量与节点位置之间没有不可避免的关系。在网络中，他们直接通知他们对网络事件感兴趣，而不是特定数量的节点。在网络收到有关给定事件的信息后，它会通知用户。将数据本身用作查询或使用传输标准的想法更多是语音通信的自然习惯。一般来说，传感器网络是以数据为中心的网络。例如，被跟踪目标可以出现在用于跟踪目标的传感器网络上的任何位置。对目标感兴趣的用户只关心目标的位置和时间，而不关心目标是哪个节点监控的，实际上，在目标移动的同时，其他节点需要提供目标的位置。第2章无线传输网络关键技术第2章无线传输关键技术2.1拓扑控制拓扑控制技术的主要任务是数据传输。此外，可以借助电源实现节点的控制，是网络的覆盖率和连通率不断增加。网络拓扑结构的质量决定了路有效率的高低，而网络能耗的降低也会导致网络周期的延长。拓扑结构是无线网络的关键结构，能够满足网络的技术要求与通信要求[6]。现如今，常用的拓扑控制算法共有两类，即节点功率控制和层次拓扑控制。当每个节点的能量发生变化时，网络的拓扑结构也会发生变化。同时减少了节点间的干扰，最终使网络达到最佳的连通性。分层拓扑控制采用聚类机制形成簇头节点。为了将网络划分为多个簇，每个簇头节点成为一个骨干网络。其他非主干网节点可以暂时停止通信以降低网络功耗，只允许主干网转发数据。2.2路由协议在无线传输网络中，网络连接必须根据实际情况进行，必须结合合适具体的算法和系统软件已经建立的实时动态连接，而不是预先安排的连接方式。一些实时因素，如网络带宽和进程功耗，是网络运行时不可避免的因素。如果网络发生意外，网络可以根据实际情况实时对网络系统进行重构或更新。节点间通信链路的可靠性是有限的，有时隐藏一个阴影是影响网络连接的因素之一，因此在设计路由软件时要仔细考虑通信的可靠性，以满足网络的要求。2.3数据融合在无线传输网络中，数据融合技术可用于对传感器节点采集的数据进行处理，去除冗余信息，节省网络能量，延长网络生命周期，也可用于综合处理。认知网络提高信息的准确性。然而，数据处理的数据融合技术增加了网络运行时间，导致网络时延。2.4时间同步时间同步是传感器网络系统必须协同工作的关键机制。在无线传输网络中，节点通常需要协同工作来完成测量和监控功能。每个节点必须在同一时间保持同一时钟。现有的时间同步协议包括RBS(参考广播同步)、Tiny/miniSync同步和TPSN(定时同步传感器网络)[7]。2.5定位技术在无线传输网络的实际应用中，用户不仅希望关注来自监控区域内传感器节点的传感器数据，还希望接收这些节点的位置信息，因此定位技术在无线传输中起着非常重要的作用。有两种方法可以在无线电传输网络中找到传感器节点[8]。利用距离定位可以实现多个节点位置和方向的精确测量，并得出具体的位置坐标。该方法要求节点的硬件设施配备必须达标，不然就无法保证位置坐标的准确性。测距定位是能够实现节点坐标的快速获取，还能通过节点间的连接方式确定节点的具体方位。因为没有必要对节点和节点间的距离进行测距，所以对接点的硬件标准较低，虽然进一步节约了网络成本，但降低了定位的精度。第4章总结第3章无线传输网络的应用3.1工业环境监测将工业环境监测领域融入整个生态环境的方方面面，包括空气、水、电磁波、辐射等常规环境监测，同时要求沙漠、山地、放射性辐射监测的灵活性、可靠性和安全性。无线传输网络产品可以打破传统的监控方式，妥善处理灵活性、可靠性和安全性，降低工业环境监控成本，大大减少传统的长过程监控，在人们更加关注的同时允许随机数据采集。工业环境捐赠，需要收集的环境数据会增加，无线传输网络产品的需求会逐渐增加[9]。3.2智能电网现如今世界的环境发展形势越来越严峻，各国对环境、能源的担忧也越来越多。各国都将发展清洁能源，寻找更多的可再生能源当做国家的首要发展任务。目前，智能电网对于物联网技术的依赖性不断提高，这在一定程度上加快了电网发展的速度。智能电网采用最新的传感器测量技术、通信技术、先进的控制方法和决策工具来确保电源的安全性、可靠性和成本效益。智能电网要继续运行，设备的安全就成为一个重要的问题，尤其是由于电源长期处于高压、大电流等运行条件，以及来自外界的威胁。了解极端雷雨等自然环境智能监控设备，将数据传输至控制中心，统一管理设备，提高设备维护效率。随着智能网络规划的发展，用于网络设备智能监控的无线传输网络产品在市场中的应用范围不断增加。3.3数字化油田经济发展和社会需求的不断扩张加速油井的数量迅速增加，和油田开发的整体范围扩大，所以聪明的生产、管理和运营的油田已成为发展趋势，数字油田正成为时代的需求。在数字油田过程中，无线传输网络可以实现实时监控产品的石油钻井环境和钻孔设备、传输等重要信息的系统状态和环境参数总部和施工现场，如有必要，立即发出报警信息，安排运输和展示在油田、无线传输网络产品数字油田的数量将逐步增加，市场对无线传输网络产品的需求将呈现快速增长的趋势[10]。3.4智能工业我国的工业正面临着新一轮工业革命的机遇。利用物联网技术实现制造业企业转型和现代化迫在眉睫。信息技术企业也在积极以物联网（IoT）技术为突破口，快速进军工业领域。以智能化为核心的工业4.0的提出，顺应了物联网技术在工业领域的集约化趋势，未来市场潜力无限。智能制造的核心是工业过程的智能监控。结束语由于社会智能化发展的速度不断加快，物联网已经成为我国人民生活中无法缺少的重要工具。物联网的出现离不开互联网技术、RFID技术等技术的协调发展，当然在此过程中，无线传输技术的作用也不容忽视，这些都是M2M物联网系统的重要技术组成。另外，在传感器技术、无线通信技术等多种技术的基础上发展起来的无线传输网络技术也是此次研究的重心。无线电传输网络在传输过程中需要应用到许多的传感器节点。而利用这些节点不但可以实现环境信息的动态监测和快速分析，还能对各种环境参数进行计算，进而获得有用的环境信息。并且经过计算之后，可以将结果反馈到系统当中，满足物联网在通信能力上的需要。在本文中，讨论了无线传输网络的广泛应用，它使用在不同地区的典型例子，对当前的影响因素进行了总结，这限制了无线传输网络的实际应用和当前的研究热点，无线传输网络作为联系世界和客观物理世界的窗口，因此人们能通过传感器网络接受客观物理世界的信息，可以采取适当的措施。参考资料〔1〕高瑞江.基于无线传输技术的新型煤矿瓦斯监控系统设计[J].机械研究与应用,2022,35(02):178-180+218.〔2〕张林通.双磁记号无线传输装置的设计与应用[J].石油管材与仪器,2022,8(02):78-81.〔3〕彭娟.延时补发技术在流速仪信号无线传输中的应用[J].湖南水利水电,2022(02):73-75.〔4〕吕进.5G通信大规模天线无线传输技术探讨[J].产业与科技论坛,2021,20(23):37-38.〔5〕兰奇发,马小照,麻荣武.无线数传技术在远距离数据通信中的应用[J].科技创新与应用,2021,11(31