物聯網之二：感應器無線網路

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業務模式

下面介紹一下感應器無線網路。首先是業務模式圖：

感應器的使用情境的模式圖，有五部分組成，分別是感應器，監控地區，匯總點，網路（互連網等），資料擴充層；擴充層，就是一個很具有想象力的部分了，可以是資料分析，資料呈現，資料存放區等。

對於感應器，有三部分組成，分別是：感應部分，中央處理部分（處理器，記憶體，應用計算）以及網路部分（無線網路）

技術元件圖表如下：

最上面是行業，共通兩個是管理層以及安全層；在行業之下則是應用程式層，包含了這個行業的只是以及客戶的要求；網路支撐技術這個下面我們將做詳細介紹，再下面則是基礎平台設施，基於支撐技術的設施。其實物聯網核心在於網路技術，通過何種技術將資料傳遞到目的地。網連網的本質在於採集/接受、傳輸以及分析處理資料；分析處理是傳統的業務系統，採集是和硬體技術相關，傳輸則是依賴於網路技術。

下面是支撐技術的組件的技術架構圖：

應用程式層，其實是元件圖表的應用程式，負責商務邏輯實現；

同步時鐘是指如果網路層選擇了分時協議，那麼需要保證各個節點的時鐘保持一致；

傳輸層是用來保證傳輸品質；大家熟知的三向交握TCP協議就是傳輸層協議簇中的一員；還包括均衡流量（不同網段間輸送量是不一致的），在這個層面上，傳輸層還擔負著適配的職責；

網路層其實是負責路由的，後面我們詳細介紹路由的協議以及方式，路由的協議是為了保證資訊達到目的地；

網路層的協議主要是路由協議，路由協議有三種：第一種是廣播式，這一點和朋友圈裡面散播訊息一樣，每個人都會（可以）向非傳播者轉寄訊息以實現擴散，在擴散過程中，只有真正的資訊相關者會關注到資訊；第二種方式是座標式的，這裡首先形成一棵樹，每棵樹都有自己的座標，然後發送的時候會從葉子節點開始發送；這種方式在很大程度上減少了交叉發送的次數；第三種是分簇式，就是講節點按照演算法選出一個簇頭來領導簇成員；這樣的好處是只需要簇頭保持喚醒狀態，成員在大多數時間處於休眠狀態；當來到了報文需要發送的時候，和座標式比較像，都是從葉子節點開始向上級轉寄。

接下來是資料連結層，這個層主要是對資料包進行幀處理（在傳輸層資訊被封裝為報文，在網路層加封為資料包，到了鏈路層繼續加封MAC資訊並組裝為幀用於在網路上面傳輸）以及對往來的幀進行校正；

在鏈路層有一個我們經常用到的協議就是MAC協議，之前我們講的MAC地址，其實是為MAC協議服務的；MAC協議有兩大類，分別是競爭性質和分時性質的，競爭性指的就是對於網路資源不斷地輪訓看看是否（通道）資源空閑，如果空閑則發送資訊；分時性質，則是根據演算法，分配給各個mac固定時間點，只有在時間點範圍內裝置才使用網路資源進行發送資料；前者十分耗費資源（因為需要不斷地輪訓），後者則是效率不高，因為及時網路資源空閑，沒有到時間點的裝置也不能使用網路資源；但是在感應器這種對電源要求很高的情況下，後者的方式無疑更加受親睞。關於競爭性和分時性質特別像過馬路，人車按照紅綠燈過，就是分時；如果是人和車強道，那就是競爭。

物理層則是負責向網路發送資料幀。

作為無線感應器網路（Wireless Sensor Network, WSN），有一點技術考量很重要：第一個就是一定要省電，因為感應器都比較小，而且還需要有源的方式來傳輸資料，所以支援越久的時間網路的可用性就越大；

物聯網之二：感應器無線網路