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以数据为中心的无线传感器网络数据库

发布时间:2012/4/8 14:57:54 访问次数:2665

    在无线传感器网络的大多数应用中,节点 MP2467DN-LF-Z 被随机撒播到监测区域,可能会随时发生移动。传感器节点的位置存在不确定性,易产生片面性的感知信息,传感器测量精度和传感器故障也可能造成单次测量的误差,因此单个传感器数据的意义并不大。此外,最终的观察者(即应用系统用户)感兴趣的是传感器网络产生的数据,而非传感器本身的位置信息(某些医学和健康监测可能例外),只有在某一区域内的多个传感器数据的融合结果才具有较高的参考价值。因此,应该把传感器节点视为感知教据流或感知数据源,把传感器网络视为感知数据空间或感知数据库,以数据作为线索进行查询和计算处理。
    传感器网络以数据为中心的特点使得其设计方法不同于其他计算机网络,传感器网络应用系统的设计必须以感知数据管理和处理为中心,把数据库技术和网络技术紧密结合,从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统。为观察者或用户提供一个有效的感知数据空间或感知数据库管理的处理系统,使用户如同使用普通数据库管理系统和数据处理系统一样在传感器网络上进行感知数据的管理和处理,允许用户以数据本身作为查询或传输线索获取所需要的信息,使用户与传感器网络之间更接近于自然语言交流的习惯。这种抽象观点可以用图8-1来描述:传感器网络及物理世界,即为一个分布式数据库。根据这样的设计思想,被监测物理环境的数据可以被模型化为一个数据库,该数据库提供的数据有来自实体的静态指标数据(如节点编号、传感器类型等)和来自传感器收集到的动态感知数据值(如光强、温度、湿度、土壤酸碱度等)。这些感知数据构成的分布式感知数据库需要由一个软件系统来管理,这个软件系统称为无线传感器网络数据管理系统。
整个数据库的内容通过传感器网络的数据管理系统动态维护,远程客户端通过基站连接到传感器网络数据库并发出SQL查询命令或者基于图形化的SQL查询请求,这些查询被“插入”到无线传感器网络中,并通过网内查询处理执行数据收集和查询结果计算,最后查询结果再通过基站从传感器网络传送回发出请求的客户终端。 

                           

    这种将网络数据抽象为数据库并提供用户执行类SQL的数据库查询的数据处理方法有很多优点。
    ①使用“网络即数据库”抽象概念可以对用户隐藏复杂的网络数据处理的过程,降低了对用户的理论基础要求。
    ②采用类SQL的通用数据库查询语言,便于用户快速学习和掌握传感器网络应用系统的使用。
    ③采用这种抽象方法可以利用例如数据融合、数据调度、数据存储等处理技术来简化传感器网络数据管理系统的设计。
    无线传感器网络最终目标是要能够在足够的时间里,持续、稳定、准确地得到用户想要了解的数据信息。根据无线传感器网络的实际情况,从分布式数据库的角度来看,这就要求:
    ①用户应该能获取大致的网络整体情况,并能选择其感兴趣的局部信息发布查询命令(甚至是控制俞令)。
    ②命令能被解析和优化,并发布到数据源区域。
    ③命令能快速、准确传达到指定区域,并被执行。
    ④感知数据信息能够以最有效的方式传送回控制中心。
    ⑤数据信息应该以用户感兴趣的方式显示出来。


    在无线传感器网络的大多数应用中,节点 MP2467DN-LF-Z 被随机撒播到监测区域,可能会随时发生移动。传感器节点的位置存在不确定性,易产生片面性的感知信息,传感器测量精度和传感器故障也可能造成单次测量的误差,因此单个传感器数据的意义并不大。此外,最终的观察者(即应用系统用户)感兴趣的是传感器网络产生的数据,而非传感器本身的位置信息(某些医学和健康监测可能例外),只有在某一区域内的多个传感器数据的融合结果才具有较高的参考价值。因此,应该把传感器节点视为感知教据流或感知数据源,把传感器网络视为感知数据空间或感知数据库,以数据作为线索进行查询和计算处理。
    传感器网络以数据为中心的特点使得其设计方法不同于其他计算机网络,传感器网络应用系统的设计必须以感知数据管理和处理为中心,把数据库技术和网络技术紧密结合,从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统。为观察者或用户提供一个有效的感知数据空间或感知数据库管理的处理系统,使用户如同使用普通数据库管理系统和数据处理系统一样在传感器网络上进行感知数据的管理和处理,允许用户以数据本身作为查询或传输线索获取所需要的信息,使用户与传感器网络之间更接近于自然语言交流的习惯。这种抽象观点可以用图8-1来描述:传感器网络及物理世界,即为一个分布式数据库。根据这样的设计思想,被监测物理环境的数据可以被模型化为一个数据库,该数据库提供的数据有来自实体的静态指标数据(如节点编号、传感器类型等)和来自传感器收集到的动态感知数据值(如光强、温度、湿度、土壤酸碱度等)。这些感知数据构成的分布式感知数据库需要由一个软件系统来管理,这个软件系统称为无线传感器网络数据管理系统。
整个数据库的内容通过传感器网络的数据管理系统动态维护,远程客户端通过基站连接到传感器网络数据库并发出SQL查询命令或者基于图形化的SQL查询请求,这些查询被“插入”到无线传感器网络中,并通过网内查询处理执行数据收集和查询结果计算,最后查询结果再通过基站从传感器网络传送回发出请求的客户终端。 

                           

    这种将网络数据抽象为数据库并提供用户执行类SQL的数据库查询的数据处理方法有很多优点。
    ①使用“网络即数据库”抽象概念可以对用户隐藏复杂的网络数据处理的过程,降低了对用户的理论基础要求。
    ②采用类SQL的通用数据库查询语言,便于用户快速学习和掌握传感器网络应用系统的使用。
    ③采用这种抽象方法可以利用例如数据融合、数据调度、数据存储等处理技术来简化传感器网络数据管理系统的设计。
    无线传感器网络最终目标是要能够在足够的时间里,持续、稳定、准确地得到用户想要了解的数据信息。根据无线传感器网络的实际情况,从分布式数据库的角度来看,这就要求:
    ①用户应该能获取大致的网络整体情况,并能选择其感兴趣的局部信息发布查询命令(甚至是控制俞令)。
    ②命令能被解析和优化,并发布到数据源区域。
    ③命令能快速、准确传达到指定区域,并被执行。
    ④感知数据信息能够以最有效的方式传送回控制中心。
    ⑤数据信息应该以用户感兴趣的方式显示出来。


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