4、基于云的物联网中传感器数据的调度与路由

基于云的物联网中传感器数据的调度与路由

1. 引言

传感技术在众多领域的灾害检测和控制中发挥了重要作用，如在恶劣环境下的污染和洪水检测、森林火灾预防以及地震监测等应用。例如，传感器网络可用于监测大面积有毒气体的运动，无线传感器网络能对有风险的红杉树进行监测。此外，一种比传统消毒剂更高效、能对主要病毒提供长效抗病毒效果的消毒剂的出现，也证明了传感技术在灾害管理中的重要性。

然而，传感技术在基于无线网络的系统协作中，仍面临能源和连接性方面的严重限制。传感设备（节点）之间的连接催生了无线传感器网络（WSNs），进而引出了物联网（IoT）的概念。在物联网中，物体通过本地网关连接到互联网。将物联网与WiFi、LiFi、LTE等异构网络系统集成，可扩展为公众用户和决策者提供的服务范围。

物联网的一些设计特点，如能量受限、地理位置对象间通信范围短以及处理能力低等，需要融入其路由协议中。目前虽有一些为物联网设备和操作系统设计轻量级解决方案以节省能源的尝试，但在路由协议的能源设计方面仍面临挑战，尚无完全成熟的解决方案。物联网中的无线传感器网络在数据传输、传感和处理等几乎所有过程中都消耗能量。一些通过无线多跳网络实现能源效率的方案，要么假设网络拓扑是静态的，不适用于实际的物联网网络（因为节点的移动性会导致网络拓扑随机变化），要么局限于源到汇的两跳路由方案。由于物联网网络传感器的处理能力、通信范围和能源能力有限，路由算法的设计和实现是一项具有挑战性的任务。

此外，物联网传感器节点需要适应不同恶劣的环境条件，这增加了节点部分或完全故障的可能性，以及电池耗尽时活动水平或准确性降低的风险，可能导致关键网络数据丢失。同时，物联网传感器网络在灾害情况下需要承受不同程度的节点移动性，节点和链路面临多种