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無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的具體表現(xiàn)

發(fā)布時(shí)間:2012/4/8 15:03:10 訪問次數(shù):517

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MP1542DK-LF-Z與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存在明顯的差異,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
    1.兩者需要提供的服務(wù)方式存在差異
    在支撐傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,傳感器節(jié)點(diǎn)隨時(shí)都有可能失效,網(wǎng)絡(luò)層只能提供非常有限的服務(wù)質(zhì)量保證,每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)容量、計(jì)算能力和電池能量方面存在有限性。因此,在傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中,感知數(shù)據(jù)的查詢處理必須與傳感器網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合,進(jìn)行有效的資源管理,尤其是節(jié)能管理,以提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期和運(yùn)作效率。在普通的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)的管理和查詢處理只是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用,不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)。
    2.兩者管理的數(shù)據(jù)具有不同的特征
    傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)通常是確定、間斷有限的,且數(shù)據(jù)分布的統(tǒng)計(jì)特征已知;傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理泵統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)是大量的分布式無限數(shù)據(jù)流。無限的數(shù)據(jù)無法使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)來管理和處理。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需要新的數(shù)據(jù)查詢和分析處理技術(shù),利用具有有限存儲(chǔ)、計(jì)算、能量資源的大量傳感器節(jié)點(diǎn),協(xié)作完成大量分布式無限數(shù)據(jù)流上的查詢和分析處理。
    3.兩者管理的數(shù)據(jù)具有不同的誤差特點(diǎn)
    傳感器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的測量值多數(shù)具有誤差,這種誤差通?梢杂靡欢ǖ倪B續(xù)概率分布函數(shù)來描述,如高斯分布等州。目前傳感器網(wǎng)絡(luò)中描述數(shù)據(jù)的誤差所采用的都是離散概率分布函數(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)必須具有處理感知數(shù)據(jù)誤差的機(jī)制,為用戶提供盡量可靠的觀測數(shù)據(jù)。
    4.兩者數(shù)據(jù)管理的目標(biāo)不同
    傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需要盡量減少能量消耗,以延長傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。由于通信的能量消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算的能量消耗,所以應(yīng)該盡可能減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。例如,用來測量汽車流量的傳感器可以通過測量壓力值來計(jì)算通過汽車的數(shù)量,這樣每個(gè)傳感器首先將測量到的壓力值轉(zhuǎn)換為流量值,然后再傳送,在傳送過程中還可以進(jìn)行聚集計(jì)算。該方法比直接傳送測量到的壓力值通信量要小得多。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的查詢會(huì)隨著時(shí)間、地點(diǎn)和用戶需求的變化而變化。例如,在一個(gè)交通高峰時(shí)期關(guān)心交通情況的路沉監(jiān)督管理人員可能會(huì)對于某一段街道的查詢比較集中,而對于其他地區(qū)的關(guān)注比較少。因此,另一種減少通信代價(jià)的方法是智能控制傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣率和傳輸率。
    5.兩者數(shù)據(jù)管理處理查詢方式存在差異
    傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理主要處理兩類查詢。第一類查詢是持續(xù)查詢,這種查詢在用戶指 定的時(shí)間范圍內(nèi)持續(xù)不斷地檢測傳感器網(wǎng)絡(luò)的狀況。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不具有處理持續(xù)查詢的能力。第二類查詢稱為快照( snapshot)查詢,主要用于查詢傳感器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀態(tài)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)資源的有限性,系統(tǒng)需要在查詢結(jié)果的精度和查詢所消耗的資源這兩方面做出權(quán)衡。例如,假設(shè)在一個(gè)地區(qū)配置Ⅳ個(gè)測量溫度的傳感器,為了精確地計(jì)算該地區(qū)的平均溫度,需要獲得Ⅳ個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行聚集運(yùn)算,這將消耗大量的資源?梢酝ㄟ^隨機(jī)抽樣的辦法,在滿足用戶精度要求的前提下,只計(jì)算M(M<Ⅳ)個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)的平
均值。這樣,可以大大減少對資源的消耗。這種方法類似于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的隨機(jī)抽樣算法。

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MP1542DK-LF-Z與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)存在明顯的差異,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
    1.兩者需要提供的服務(wù)方式存在差異
    在支撐傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,傳感器節(jié)點(diǎn)隨時(shí)都有可能失效,網(wǎng)絡(luò)層只能提供非常有限的服務(wù)質(zhì)量保證,每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在存儲(chǔ)容量、計(jì)算能力和電池能量方面存在有限性。因此,在傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中,感知數(shù)據(jù)的查詢處理必須與傳感器網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合,進(jìn)行有效的資源管理,尤其是節(jié)能管理,以提高傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期和運(yùn)作效率。在普通的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)的管理和查詢處理只是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用,不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)。
    2.兩者管理的數(shù)據(jù)具有不同的特征
    傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)通常是確定、間斷有限的,且數(shù)據(jù)分布的統(tǒng)計(jì)特征已知;傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理泵統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)是大量的分布式無限數(shù)據(jù)流。無限的數(shù)據(jù)無法使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)來管理和處理。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需要新的數(shù)據(jù)查詢和分析處理技術(shù),利用具有有限存儲(chǔ)、計(jì)算、能量資源的大量傳感器節(jié)點(diǎn),協(xié)作完成大量分布式無限數(shù)據(jù)流上的查詢和分析處理。
    3.兩者管理的數(shù)據(jù)具有不同的誤差特點(diǎn)
    傳感器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的測量值多數(shù)具有誤差,這種誤差通常可以用一定的連續(xù)概率分布函數(shù)來描述,如高斯分布等州。目前傳感器網(wǎng)絡(luò)中描述數(shù)據(jù)的誤差所采用的都是離散概率分布函數(shù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)必須具有處理感知數(shù)據(jù)誤差的機(jī)制,為用戶提供盡量可靠的觀測數(shù)據(jù)。
    4.兩者數(shù)據(jù)管理的目標(biāo)不同
    傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需要盡量減少能量消耗,以延長傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命周期。由于通信的能量消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算的能量消耗,所以應(yīng)該盡可能減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。例如,用來測量汽車流量的傳感器可以通過測量壓力值來計(jì)算通過汽車的數(shù)量,這樣每個(gè)傳感器首先將測量到的壓力值轉(zhuǎn)換為流量值,然后再傳送,在傳送過程中還可以進(jìn)行聚集計(jì)算。該方法比直接傳送測量到的壓力值通信量要小得多。傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的查詢會(huì)隨著時(shí)間、地點(diǎn)和用戶需求的變化而變化。例如,在一個(gè)交通高峰時(shí)期關(guān)心交通情況的路沉監(jiān)督管理人員可能會(huì)對于某一段街道的查詢比較集中,而對于其他地區(qū)的關(guān)注比較少。因此,另一種減少通信代價(jià)的方法是智能控制傳感器節(jié)點(diǎn)的采樣率和傳輸率。
    5.兩者數(shù)據(jù)管理處理查詢方式存在差異
    傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理主要處理兩類查詢。第一類查詢是持續(xù)查詢,這種查詢在用戶指 定的時(shí)間范圍內(nèi)持續(xù)不斷地檢測傳感器網(wǎng)絡(luò)的狀況。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不具有處理持續(xù)查詢的能力。第二類查詢稱為快照( snapshot)查詢,主要用于查詢傳感器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀態(tài)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)資源的有限性,系統(tǒng)需要在查詢結(jié)果的精度和查詢所消耗的資源這兩方面做出權(quán)衡。例如,假設(shè)在一個(gè)地區(qū)配置Ⅳ個(gè)測量溫度的傳感器,為了精確地計(jì)算該地區(qū)的平均溫度,需要獲得Ⅳ個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行聚集運(yùn)算,這將消耗大量的資源?梢酝ㄟ^隨機(jī)抽樣的辦法,在滿足用戶精度要求的前提下,只計(jì)算M(M<Ⅳ)個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)的平
均值。這樣,可以大大減少對資源的消耗。這種方法類似于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的隨機(jī)抽樣算法。

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