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无线传感器网络子网个数

发布时间: 2025-05-15 04:50:48

‘壹’ 物联网的体系结构

物联网的体系结构是感知层、网络层、应用层。

3、应用层

应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,能够针对不同用户、不同行业的应用,提供相应的管理平台和运行平台并与不同行业的专业知识和业务模型相结合,实现更加准确和精细的智能化信息管理。

应用层应包括数据智能处理子层、应用支撑子层,以及各种具体物联网应用。支撑子层为物联网应用提供通用支撑服务和能力调用接口。数据智能处理子层是实现以数据为中心的物联网开发核心技术,包括数据汇聚、存储、查询、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。

‘贰’ isa100.11aISA100.11a标准

ISA100.11a标准是工业无线传感器网络领域的一个关键规范,它由国际自动化学会ISA下属的ISA100工业无线委员会制定,旨在为工业环境下的无线系统提供标准化的规程和技术。该标准涵盖了工业无线网络架构、共存性、健壮性以及与有线现场网络的互操作性等多个方面。ISA100.11a标准旨在以较低的复杂度、合理成本和低功耗提供适当的通信数据速率,以支持工业现场应用。

ISA100.11a标准的目标是将传感器以无线方式集成到各种应用中,其网络层的主要工作采用IPv6协议的骨干网以及骨干网与DL子网间的转换。网络层负责网络层帧头的装载和解析、数据报文的分片和重组、IPv6帧头的HC1压缩方案以及6LoWPAN的路由技术等。

ISA100.11a标准在全球范围内应用,遵循欧洲、日本、加拿大和美国相关规范,但在一些特定地区可能存在政策和法规限制,通过针对性配置设备,可避免这些限制。该标准遵循ANSI标准化流程,立足于用户需求,提供多功能支持,适用于多种工业应用。

在2009年4月24日,ISA100.11a标准以高票通过ISA100委员会阶段投票,并提交国际电工委员会IEC/SC65,期望成为IEC国际标准。通过该标准的设备越来越多地应用于工程实际,形成了设备产业集群。2007年市场调研显示,ISA100技术将受到高度关注和影响,成为工业无线技术的重要组成部分。

ISA100.11a标准的特点包括面向多种工业应用、在工厂内或附近使用、全球部署、支持从非关键应用到关键应用的多个等级、不同厂家设备的互操作性、支持共存和增加可靠性的方式、提供简单应用层和隧道协议、针对工业威胁提供安全方法、以及支持网状和星型结构的现场设备能力。

ISA100.11a标准协议体系结构遵循ISO/OSI七层结构,只使用了物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等五层,与以太网相同。每一层定义了数据服务实体和管理服务实体,通过两种服务访问点提供数据传输和管理服务。应用层包括应用子层、用户应用进程和设备管理器进程,提供读、写、发布、执行、隧道、报警、报警接收等七种服务。

传输层提供端到端通信服务,支持IPv6,并管理传输层帧头、安全和管理信息库。数据链路层包括IEEE 802.15.4的MAC子层、ISA100.11a的MAC扩展层和数据链路层上层,负责时间同步、跳信道、通信调度、点对点重传、TDMA和CSMA信道访问机制等。物理层主要功能包括激活和休眠射频收发器、发射功率控制、信道能量检测、链路质量指示、空闲信道评估等。

网络拓扑方面,ISA100.11a支持星型和网状拓扑,星型拓扑结构实现简单、实时性高,适用于单跳范围。网状结构拓扑灵活,便于配置和扩展,具有良好的稳定性。骨干网作为高速网络,可以减少数据时延,所有现场设备通过骨干路由器接入骨干网,形成ISA100.11a DL子网。设备类型方面,定义了上位机控制系统、网关、骨干路由器、现场设备(包括终端节点和现场路由器)以及手持设备等角色。

目前,ISA100.11a标准在工业无线市场得到广泛认可,横河电机和霍尼韦尔等大公司已开发出中等规模的系统解决方案,最多可接入500个终端设备节点。

‘叁’ 网络故障的诊断技术

网络故障的诊断技术

计算机网络的广泛应用为人们带来了诸多的便利,但随之而来的网络故障也带来了很多烦恼,有时甚至会带来巨大的经济损失。下面我为大家搜索整理了关于网络故障的诊断技术,欢迎参考阅读,希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!

随着现代科学技术的发展,设备的集成度越来越高,越来越复杂,承载信息的网络已经成为人们生活不可或缺的一部分。但网络运行中经常会发生一些硬件故障,这些故障的产生使日常工作不能正常进行,诊断并排除网络故障就成为网络管理的一项重要工作。要做到及时发现网络故障、准确定位故障并排除故障,必须要掌握大量专业知识并具备丰富的经验。

一、研究背景

在过去的几十年间,计算机网络的规模经历了爆炸式的增长。网络的应用已经深入到人们生活、工作的每一个角落,成为必不可少的基础设施。随着对网络依赖性的加强,人们对网络的可靠性也提出了更高的要求:①有稳定、高效、安全的网络环境:②当网络发生故障时,能够及时的检测出故障原因并修复。可以看出,网络故障诊断对保持网络的健康状态具有重要的意义.然而在当今网络环境下,网络故障诊断遇到了前所未有的困难,其主要表现在以下几个方面;

1.计算机网络无论从规模上,还是从网络复杂性和业务多样性上都有了巨大的发展。大规模网络的故障关系错综复杂,故障原因和故障现象之间的对应关系模糊,大大提高了故障诊断的难度;

2.网络设备的复杂性也提高了故障诊断的难度。网络设备的复杂性有两个含义:第一是新的网络设备不断推出,功能越来越多,越来越复杂;第二是设备提供商数量众多,产品规格和标准不统一;

二、网络体系结构

网络体系结构中涉及到了:协议、实体、接口

计算机网络中实现通信就必须依靠网络通过协议。在20世纪70年代,各大计算机生产商的产品都拥有自己的网络通信协议。但是不同的厂家生产的计算机系统就难以连接,为了实现不同厂商生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信,国际标准化组织ISO(开放系统互连参考模型)即OSI/RM也称为ISO/OSI,该系统称为开放系统。

物理层是OSI/RM的最低层,物理层包括:1.通信接口与传输媒体的物理特性;2.物理层的数据交换单元为二进制比特;3.比特的同步;4.线路的连接;5.物理拓扑结构;6.传输方法。

数据链路层是OSI/RM的第2层它包括:成帧、物理地址寻址、流量控制、差错控制、接口控制。

网络层是计算机通信子网的最高层,有:逻辑地址寻址、路由功能、流量控制、拥塞控制。

其它层次:传输层、会话层、表示层和应用层。

计算机也拥有TCP/IP的体系结构即传输控制协议/网际协议。TCP/IP包括TCP/IP的层次结构和协议集。

三、网络故障诊断原理

网络故障极为普遍,故障种类也十分繁杂。如果把网络故障的常见故障进行归类查找,无疑能够迅速而准确地查找故障根源,解决网络故障。一般可以分为物理类故障和逻辑类故障两大类。

物理故障,一般是指线路或设备出现物理类问题或说成硬件类问题。

1.线路故障

在日常网络维护中,线路故障的发生率是相当高的,约占发生故障的70%。线路故障通常包括线路损坏及线路受到严重电磁干扰。

2.端口故障

端口故障通常包括插头松动和端口本身的物理故障。

3.集线器或路由器故障

集线器或路由器故障在此是指物理损坏,无法工作,导致网络不通。

4.主机物理故障

网卡故障,笔者把其也归为主机物理故障,因为网卡多装在主机内,靠主机完成配置和通信,即可以看作网络终端。此类故障通常包括网卡松动,网卡物理故障,主机的网卡插槽故障和主机本身故障。

主机资源被盗,主机没有控制其上的finger,RPC,rlogin 等服务。攻击者可以通过这些进程的正常服务或漏洞攻击该主机,甚至得到管理员权限,进而对磁盘所有内容有任意复制和修改的权限。还需注意的是,不要轻易的`共享本机硬盘,因为这将导致恶意攻击者非法利用该主机的资源。

四、网络故障诊断的主要技术

无线器传感器网络在军事上的研究和应用最早可追溯到冷战时期,当时的美国建立了海底声纳监控系统用于监测前苏联核潜艇的相关信息,并在随后建立了雷达防空网络。

无线器传感器网络具有密集型、低成本、随机分布的特点,自组织性和容错能力使其不会因为某些节点因为在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃,这一点是传统的传感器技术所无法比拟的,也正是这一点,使传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境中[6],主要包括侦察敌情,监控兵力、装备,判断核攻击、生物化学攻击等,能在多种场合、多方面满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。

在无线传感器网络中,依据一定的选举机制,选择某些节点作为骨干节点,周边节点归属于骨干节点管理,再由骨干节点负责构建一个连通的网络,这类算法将整个网络划分为相连的区域,称为分簇算法或成簇算法,骨干节点是簇头节点,普通节点是簇内节点。层次型的成簇算法通常采用周期性选择簇头节点的做法使网络中的节点能量消耗均衡。

无线传感器网络是一种特殊的无线自组网,它是由大量密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。其快速方便的部署特性和完备的监控能力使其被广泛应用于军事、工业过程控制、卫生保健和环境监测等领域。在无线传感器网络中,节点的能量十分有限且一般没有能量补充,因此如何高效使用能量来最大化网络生命周期便成了传感器网络所面临的首要挑战。

五、研究展望

无线传感器网络的拓扑控制研究是推动WSN进一步发展的核心,能源管理策略的最优化涉及到网络从物理层到高层甚至物理层以下CMOS电路的设计等。

网络拓扑作为上层协议运行的重要平台,良好性质的结构能提高路由协议和MAC协议的效率,有助于实验WSN的首要设计目标。

从全文的分析中可知,实质上拓扑控制的内部矛盾可以概括为需以尽可能小的能量耗费均衡地实现全局数据传输,并以此为基础考虑算法本身实现的代价、现实环境中流量不可预知性及网络所处环境的影响等多方面。

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