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传感云研究综述

更新时间:2019-12-30 14:03:34 大小:2M 上传用户:zhiyao6查看TA发布的资源 标签:传感云传感器网络云计算 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)扩展了人们收集外界信息的能力,实现了信息世界与物理世界的融合.近年来云计算技术的快速发展,给传感器网络注入了新的活力,催生了新的应用和服务,也拓展了传感器网络在数据处理和存储方面的能力,在此基础上产生了传感云系统.传感云可以利用云端处理底层传感器网络产生的数据,并为上层用户提供远程服务,使用户能按需收集、处理、分析、存储和分享传感数据.在充分调研了目前的传感云系统的基础上,主要介绍了传感云的产生背景、体系结构和应用领域,归纳了传感云系统的特点,揭示了现有的传感云系统存在通信带宽不足、实时性差、故障率高和隐私数据易泄露等一系列问题,给出了基于雾计算的传感云框架,设计了解决问题的基本思路,探讨了未来的研究方向.


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:
DOI10.7544issn10001239.2017.20160492  
-
计 算 机 研 究 与 发 展  
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(): ,  
545 925-939 2017  
JournalofCom uterResearchandDevelo ment  
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传感云研究综述  
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曾建电  
王
田
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彭绍亮  
王国军  
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华侨大学计算机科学与技术学院 福建厦门  
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上海交通大学电子信息与电气工程学院 上海  
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(
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国防科学技术大学计算机学院 长沙  
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广州大学计算机科学与教育软件学院 广州  
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zen iandian foxmail.com  
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ASurve onSensorCloud  
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Zen Jiandian Wan Tian JiaWeiia Pen Shaolian and Wan Guoun  
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Colleeo Com uterScience HuaiaoUniversit Xiamen Fuian361021  
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Schoolo Electronic In ormationandElectricalEnineerin Shan haiJiaoTon Universit Shan hai200240  
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Chansha410073  
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Colleeo Com uter NationalUniversit o DeenseTechnolo  
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Schoolo Com uterScienceandEducationalSotware Guan zhouUniversit Guan zhou510006  
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Abstract Wirelesssensornetwork WSN hasextended eolesabilit of atherin informationand  
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interated hsicalworldwithinformationworld.Inrecent ears theemerin cloudcom utin has  
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maderemarkabledevelo ment whichhasinectednewvitalit intoWSN.Itleadstonewa lications  
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andservices exandstheabilit ofdata rocessin andstoraeinWSNandeven roducesthesensor  
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cloudsstem.Sensorcloudcandealwiththeinformation eneratedb underlin sensornetwork  
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and rovideremoteservicesforu erusers whichenablesusersto ather rocess analze store  
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andsharesenseddataaccordin totheirdemands.Inthis aer weinvestiatetheexistin sensor  
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cloudsstemindetail.Wefirstl introducethebackround sstemarchitectureanda licationsof  
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thesensorcloud thensummarizethecharacteristicsoftheexistin sensorcloudsstems.Wereveal  
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themain roblemsoftheexistin sensorcloudsstems suchas oorbandwidth hihlatenc and  
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hihfailurerate etal.Moreover westud thesensorcloudstructurebasedonfo com utin  
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Ke words sensorcloud wirelesssensornetwork WSN cloudcom utin fo com utin on  
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demandservice  
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(
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扩展了人们收集外界信息的能力 实现了信  
wirelesssensornetwork WSN  
,
无线传感器网络  
摘
要
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ꢀ
, ,  
息世界与物理世界的融合 近年来云计算技术的快速发展 给传感器网络注入了新的活力 催生了新的  
.
, ,  
应用和服务 也拓展了传感器网络在数据处理和存储方面的能力 在此基础上产生了传感云系统 传感  
.
, , 、  
云可以利用云端处理底层传感器网络产生的数据 并为上层用户提供远程服务 使用户能按需收集 处  
、 、 ,  
理 分析 存储和分享传感数据 在充分调研了目前的传感云系统的基础上 主要介绍了传感云的产生背  
.
:
;
修回日期  
2016 06 28  
:
收稿日期  
-
-
- -  
2016 12 28  
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: “ ”  
基金项目 国家 九七三 重点基础研究发展计划基金项目  
(
);  
国家自然科学基金项目  
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华侨  
61532013 61672441 61572206  
2015CB352401  
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(
)
大学研究生科研创新培育项目  
1511414002  
( )( ),  
Thisworkwassu ortedb theNationalBasicResearchProramofChina 973Proram 2015CB352401 theNationalNatural  
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ScienceFoundationofChina 61532013 61672441 61572206 andtheFosterProectforGraduateStudentin Researchand  
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InnovationofHuaiaoUniversit 1511414002 .  
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通信作者 王田  
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cstianwan 163.com  
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2017 545  
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计算机研究与发展  
926  
、 , , 、  
景 体系结构和应用领域 归纳了传感云系统的特点 揭示了现有的传感云系统存在通信带宽不足 实时  
、 , ,  
性差 故障率高和隐私数据易泄露等一系列问题 给出了基于雾计算的传感云框架 设计了解决问题的  
,
基本思路 探讨了未来的研究方向  
.
; ; ; ;  
传感云 无线传感器网络 云计算 雾计算 按需服务  
关键词  
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中图法分类号  
TP393  
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(
,
、 ,  
中采集的各种数据如温度 湿度等 统一上传到云平  
无 线 传 感 器 网 络  
wirelesssensornetwork  
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) 、 ,  
具有部署迅速 实时性强等优势 它扩展了人  
WSN  
,
台进行分析 监测者足不出户即可掌握整个森林的  
[
]
12  
-
,
情况 一旦发现火灾等险情就能及时知晓  
们收集外界信息的能力  
通过在不同环境中部署  
.
.
,
笔者通过大量调研发现 传感器网络在结合云  
,
传感器节点 人们可以便捷地收集各种需要的数据  
,
,
实时掌握监测区域的状态信息 实现信息世界与物  
计算服务的同时也出现了一些新的问题 目前传感  
.
,
云的发展刚在起步阶段 仅有国外少量学者进行过  
,
理世界的融合 因此 无线传感器网络被广泛地应用  
.
、
于 国 防 军 事 环 境 监 测 和 建 筑 体 监 测 等 诸 多 领  
, , ,  
研究 而国内的相关研究更少 在此背景下 本文对  
[
]
35  
-
,
传感云系统进行了大量调研 整理得到了国内关于  
、 、  
而由于传感器节点在计算 存储 能量等诸多  
.
域
,
传感云的第一手介绍性资料 为相关领域的学者深  
,
方面的限制 如何有效管理大规模无线传感器网络  
入研究提供参考性材料  
以充分发挥其性能仍然是一个极具挑战性的问题  
.
.
, ,  
近年来 随着云计算的快速发展 传感器网络与  
,
云计算技术的结合也越来越紧密 云计算技术极大  
相关背景  
1
ꢀ
,
地拓展了传感器网络的应用空间 也为解决传感器  
,
随着电子技术和通信技术的发展 无线传感器  
,
网络的诸多限制问题提供了新的思路 如满足传感  
[]  
6
网络的发展取得了令人瞩目的成就 典型的无线传  
.
器网络在数据处理和存储能力等方面的需求  
云
.
,
感器网络由大量传感器节点组成 这些传感器节点  
、 、  
计算能提供用户可用的 便捷的 按需的网络访问  
,
、 , 、  
体积小巧 造价低廉 同时装备有传感器装置 微型  
,
使得服务资源能被有效访问 如平台即服务  
(
latform  
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、 、  
处理器 供电电池 无线收发器 和其他微 型电子 设  
, )、  
基础设施即服务  
asaservice PaaS  
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(
infrastructureas  
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[ ]  
10  
, ,  
另一方面 云计算技术飞速发展 已经有许多  
.
, )、  
软件即服务  
aservice IaaS  
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(
,
备
softwareasaservice  
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)
( )  
等 传感云 正是无线传感器网  
sensorcloud  
-
,
大公司建立了云计算平台 并提供多种多样的云计  
SaaS  
.
[
]
78  
,
[
]
1112  
-
-
络与云计算融合的产物  
通过云端控制传感器网  
算服务  
.
,
络进行信息采集 利用云计算平台进行信息处理与  
笔者对近年的传感器网络及云计算技术进行了  
, 、 、  
存储 能够为不同类型的应用提供开放 灵活 可配  
,
大量的调研 图  
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为近 年来  
1a 3  
上
Goole WSN  
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与
[]  
9
,
,
搜索量的趋势图 可见人们对云计算的关注  
Cloud  
置的服务平台 例如在森林险情监测应用中  
.
森林  
Fi .1 Tendenc ofWSNandcloudcom utin  
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y
ꢀ
p
图
与云计算研究趋势图  
WSN  
1
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