物联网感知层的数据获取范文

本站小编为你精心准备了物联网感知层的数据获取参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

1数据的获取

在物联网中对货物、产品部件、机械装备、物流和托运、仓储、零售商的设施或终端用户的资产状态均可进行检测．方便监测可以在对象上面嵌入具有无线功能的嵌入式设备，让他们成为被监测对象的一部分，就如同条形码贴纸一样，成为大部分产品中的一部分．无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用．由于它的运作原理可以满足物联网的需求，使它成为了连接物联网上对象设备最佳的候选者．如图1物联网架构下RFID与WSN的融合所示．RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能．RFID与WSN的结合存在很大的程度上解决了以上缺陷．

2RFID网络的拓扑结构优化设计

RFID是物联网数据的重要来源之一，它广泛用于生产链和商店项目的跟踪和追查及其创新应用，如监控、公共交通等等；对于某些应用程序如超市中的商品的跟踪，它需要考虑具有成本效益的方式部署．RFID读写器网络，涉及到网络规划中的拓扑设计、网络合成和网络实现，在这个过程中要考虑到不同的因素对网络成本的影响，比如：覆盖范围、干扰效果、标签的密度、部署所花费的代价．显然，最佳的满足这些具有冲突性的目标，需要解决一个大的搜索空间和非线性优化问题，假设部署的为RFID为无源标签，需要考虑一下几个方面的问题．

2.1阅读区域的重叠位于阅读区域内的标签将会被正常检测，但如果受到其他阅读器的干扰就有可能发生碰撞，如图2阅读区域的重叠．因此，为了选择减少阅读区域影响的唯一解决方法，通过所有部署的阅读器跟定义的验收阈值，测量了重叠区域．式（1）～式（4）表明了第一个目标函数（1）的定义．覆盖率（CRatio）是指允许每个阅读器允许的重叠量，CArea表示候选解决方案的总覆盖面积．

2.2无用的阅读器数量需要注意，即使符合重叠参数的布局，有可能获取不覆盖任何标签的阅读器，它们需要被最佳的解决方案丢弃，如图3无用的阅读器所示．优化的策略是尽量的减少无用的阅读器．那么优化公式可以列为公式。

2.3覆盖标签的数量RFID部署的主要目标之一是能够检测并获得总体部署标签的ID．下面定义了100％的检测标签目标，等式（8）～（10）．假设标签被覆盖，它们将会被侦破．但在实际的应用中要考虑的更加全面，提供了由定于3种情况决定的错误参考值．在第1种情况下，对探测的标签结果关联一个均匀概率分布．第2种和第3种情况，在阅读区域内根据探测标签的变量概率定义了圆形区域中心．对于两个区域的情况，按经验定义90％和10％作为探测概率，而对于3个区域情况则为90％、70％和10％．如图4不同的标签监测概率与覆盖区域．

2.4位于部署区域外阅读器的数量要评估大量的解决方案，就要有效的限制所有那些只位于待覆盖区域内的阅读器，因此，衡量位于既定边界的阅读器数量，并有效的消除这些阅读器对整体方案的影响，公式（11）～（13）

2.5冗余的阅读器的数量当两个或更多的阅读器覆盖了相同标签或它的一个自己的时候，会有一些解决方案可能包括多余的阅读器，如图5冗余的阅读器所示．由于一些解决方案的干扰，以及一些无用的操作和额外的费用，所以，必须丢弃它们．为了测量多余的阅读器，观察每个阅读器可能探测到的标签的集合并增加每次的计数时间，找到冗余的阅读器．目标是设置零冗余的阅读器，公式（14）～（16）．

2.3位于阅读器重叠区域内的标签数量对于某些几何考虑的阅读器往往会在某些领域内重叠．此外，它有可能获得符合先前所有五个目标解决方案，但可能会在重叠的领域内出现标签，如图6重叠区域中的标签所示．由于一些阅读器咋同一时间内执行阅读的时候可能会发生冲突，因此，定义了最后一个目标函数，考虑防止这个问题公式（17）～（19）．

3结语

在物联网中，数据的重要来源是RFID网络，有效地放置阅读器，使得阅读器可以读取多个标签信息同时减小冲突的问题，对RFID网络拓扑结构进行优化设计，根据解决方案的评价指标，具体列出了6个方面的内容，最佳的满足了所有这些具有冲突性的目标．

作者：代玉梅马黎单位：商丘职业技术学院