[发明专利]基于云计算的无线传感器分流系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于云计算的无线传感器分流系统。换言之，具有云计算的移动设备组成云计算平台，对无线传感器网络进行分流的系统。

背景技术

无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给服务器。大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了服务器。相比传统的无线传感器网络，现在的无线传感器网络应用领域更广。在军事，交通，公安领域，传感器节点不但要检测如视频、音频流、静止图像和周围传感器节点的信息，而且对网络的性能有更高的要求(例如，延迟，数据处理速度，带宽等)。然而，实际上传统的传感器节点通常由有限的计算能力和有限内存的处理单元组成，很难达到这些要求。

移动设备正日益成为人类日常工作和生活的方便和有效的沟通工具的一部分。今天，移动设备已经广泛应用于人们的生活中，在大多数国家的大多数人都配备了一个或一个以上移动设备。在物理位置上临近的移动设备可以组成移动ad-hoc网络(MANET)，在MANET的移动设备具有摄像头、无线接入、移动性、计算能力、视频显示等云计算能力，可以收集周围的电子设备(比如传感器)信息，通过如Wi-Fi，蓝牙，ZigBee等无线技术来传送此信息。

云计算是一种新型的IT资源交付方式，它通过虚拟化等技术构建了一个在用户看来具有无限能力的资源池(包括计算资源、存储资源、软件、网络等)，并能按照用户的需求灵活提供各种资源；用户通过网络接入并使用云计算中心的资源。从云服务提供商的角度看，通过在大量用户之间共享硬件和软件资源，可以提高资源利用率，降低能源消耗；从用户的角度看，使用云服务则省去了购置和维护昂贵但使用低效的IT设备，只需在云计算中心按需申请所需资源并按使用量付费，节省了时间成本和经济成本。云计算一经提出，就得到了广泛关注并获得越来越多的应用。

将云计算应用于提供移动服务，用云计算中心的资源来增加智能终端的能力，即移动云计算，是缓解移动终端资源需求矛盾的一种解决方案：终端通过网络远程使用云计算中心中的资源，把部分或全部运算从终端移入云中，终端只需处理用户输入以及少量运算，最后再把运算结果(包括远程云计算结果和本地计算结果)整合后显示给用户。

预计在几年之内，基于云计算的移动设备将被广泛的应用于无线传感器网络或者其它许多领域。因此，研究基于云计算的移动设备在无线传感器网络分流有很广阔的前景。

传统的无线传感器网络中，主要存在以下3个问题。

问题1、处理能力有限。传感器节点要发送大量传感器数据到后台服务器进行处理，这可能会导致通信成本加重和延长响应时间。例如，当一个传感器节点检测到它周围的环境发生变化时，它需要用相当长的时间将数据传送到后台服务器，而且它可能没有足够的空间来存储要传送的大量数据。还有，当发生如火灾，地震这样的紧急情况时，传感器节点收集的数据突然急剧增多，如将这些数据发送到后台服务其，就可能导致WSN无线链路拥塞和性能降低。

问题2.传感器节点通常是能源有限和容易损坏。一个传感器节点作为其他周围传感器节点的路由器使用，将导致它的电池寿命缩短，有损于无线传感器网络的可用性和鲁棒性。

问题3.传感器节点和无线传感器网络的部署和维护是昂贵的。

参考文献[1-3]主要是改进路由协议，而且现有技术的无线传感器网络大都集中在MAC层的改进。

参考文献[4]提出了基于无线传感器网络的移动代理。此解决方案需要在传感器节点运行移动代码，只可以缓解问题1，但没有解决的其他问题。

参考文献[5]提出了无线传感器网络的移动性，通过移动设备传输数据到后台服务器。这里所采用的移动设备，主要作为一个中继层来收集传感器数据。这种解决方案可能减轻问题2，但没有解决的其他问题。

总体而言，到目前为止，还没有基于云计算的移动设备来支持无线传感器网络作为分流的一个平台。

[1]Ian F.Akyildiz，Tommaso Melodia，Kaushik R.Chowdhury.A survey on wireless multimedia sensor networks.IEEE Computer Networks.2007