短距離低功率無線通信技術(shù)

發(fā)布時間:2020/7/27 21:54:05 訪問次數(shù):1665

UPR1V470MEH1TA節(jié)點在通信能力、計算能力和內(nèi)存空間等方面的限制使得網(wǎng)絡需要通過中間節(jié)點進行路由，此外，還必須重新設計簡單有效的協(xié)議。

能量受限，由于無線傳感器網(wǎng)絡的部署環(huán)境復雜，有時甚至是人跡罕至的原始森林，而且傳感器節(jié)點部署的數(shù)量龐大，通過人工更換電池來補充能量消耗是不可能實現(xiàn)的;又由于應用的需求，傳感器節(jié)點體積要盡可能的小。這些使得傳感器節(jié)點只可能攜帶有限能量的電池，所以當傳感器節(jié)點的能量消耗殆盡時，也就表示著此節(jié)點死亡。因此，如何在網(wǎng)絡工作過程中節(jié)省能源，最大化網(wǎng)絡的生命周期，是無線傳感器網(wǎng)絡重要的研究課題之一。

消耗能量的模塊主要有傳感模塊、處理模塊和無線通信模塊。

處理器和傳感器的功耗隨著集成工藝的進步，已經(jīng)達到了令人滿意的水平，能量消耗主要集中在無線通信模塊上。

通信過程中，節(jié)點有四種狀態(tài)：發(fā)送、空閑、接收以及睡眠。

節(jié)點處于發(fā)送狀態(tài)時能量消耗最多;

接收狀態(tài)和空閑狀態(tài)相差不多，略小于發(fā)送狀態(tài);

處于睡眠狀態(tài)能量消耗最小。

大規(guī)模網(wǎng)絡網(wǎng)絡規(guī)模大主要體現(xiàn)在三個方面：

部署的感知區(qū)域地理面積比較大，可以在不同空間采用不同視角對目標進行監(jiān)測 ;

節(jié)點數(shù)目龐大，減小了覆蓋區(qū)域出現(xiàn)盲點或是漏點的概率;

部署密度大，即在一個較小的面積內(nèi)部署大量的節(jié)點，提高了信息采集的精度，從而降低了對單個節(jié)點精度的需求，而且大量的冗余節(jié)點可以使系統(tǒng)具有很強的容錯性。

以數(shù)據(jù)為中心，無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點隨機部署到感知區(qū)域，節(jié)點編號與網(wǎng)絡之間的關系是動態(tài)的，沒有必然的聯(lián)系。

觀察者只關心其事件本身，而對于事件的數(shù)據(jù)是由哪個節(jié)點傳輸過來的并不在意。

以數(shù)據(jù)為中心的特點要求無線傳感器網(wǎng)絡能夠脫離傳統(tǒng)網(wǎng)絡的尋址過程，快速有效地組織起各個節(jié)點的感知信息并融合提取出有用信息直接傳送給用戶。

廣播方式通信,由于無線傳感器網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)目龐大，使得其在組網(wǎng)和通信時不可能如Ad hoc網(wǎng)絡那樣采用點對點的通信，而要采用廣播方式，以加快信息傳播的范圍和速度，并可以節(jié)省電力。

無人值守,由于網(wǎng)絡規(guī)模巨大，不可能人工照顧每個節(jié)點，網(wǎng)絡系統(tǒng)往往在無人值守的狀態(tài)下工作，這導致了網(wǎng)絡系統(tǒng)的能源受限。

易受物理環(huán)境影響，網(wǎng)絡通信能力有限,無線傳感器網(wǎng)絡與其所在的物理環(huán)境密切相關，并隨著環(huán)境的變化而不斷地變化。這些時變因素嚴重地影響了系統(tǒng)的性能，因此要求無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)要具有動態(tài)環(huán)境變化的適應性。

網(wǎng)絡節(jié)點采用短距離低功率無線通信技術(shù)，通信覆蓋范圍一般只有幾十米，需要多跳中繼傳輸才能把數(shù)據(jù)發(fā)布到收集信息的基站。環(huán)境因素的影響會導致通信質(zhì)量的下降。

采用的是一臺華為泰山200 2480服務器，基于華為鯤鵬920 7260處理器，主頻2.6GHz，每顆64核心(8M一級緩存＋32MB二級緩存＋64MB三級緩存)，四路組成總計256個核心，同時搭配1TB內(nèi)存、960GB SAS固態(tài)硬盤。

采用了銀河麒麟10 Azalea操作系統(tǒng)，由鵬城實驗室與麒麟軟件有限公司聯(lián)合研發(fā)，還有華為自己的固件。

CPU子系統(tǒng)測試工具，包括4大種類共43個測試，包括測試整型運算速度、浮點運算速度的SPECspeed 2017、SPECspeed 2017 Floating Point，以及測試整型并發(fā)速率、浮點并發(fā)速率SPECrate 2017 Integer、SPECrate 2017 Floating Point。

借助于OpenMP多線程API，SPEC CPU 2017還可以在測試過程中監(jiān)控功耗。

SPEC CPU都是全球各大服務器廠商比拼性能和市場推廣的重要平臺，SPEC官網(wǎng)發(fā)布的CPU報告也以x86架構(gòu)的Intel、AMD處理器為主。