62、智能传感器系统的网络通信与数据管理

智能传感器系统的网络通信与数据管理

1. 引言

在当今数字化时代，传感器在各个领域的应用愈发广泛，而将传感器与网络相结合，实现数据的高效传输和处理，成为了推动智能化发展的关键。互联网凭借其规模经济、广泛的带宽以及解决各种传感器网络问题的灵活性，迅速成为传感器网络架构的主流。本文将深入探讨智能传感器在互联网上的工作原理、网络配置、安全管理以及数据处理等方面的内容。

2. 互联网基础

2.1 TCP/IP 通信层

TCP/IP 通信包含多个层次，其中最外层是以太网层，它包含网络接口控制器（NIC）上的源和目标媒体访问控制（MAC）地址。MAC 地址是一个 6 字节的唯一标识号。当数据报从一台计算机传输到另一台计算机、路由器或服务器时，具有源 MAC 地址的 NIC 必须与具有目标 MAC 地址的 NIC 直接连接。网络集线器（HUB）会将数据包从输入端口复制到所有其他端口，而交换机则根据消息以太网层中的 MAC 地址连接端口，这与分配给两端计算机的 4 字节 IP 地址无关。

以太网层的名称源于分组无线电，类似于 20 世纪 50 年代业余无线电中的“通过以太进行消息传递”协议。早期的 ARPA 网（后来的 DARPA 网）利用无线电和分组概念，将世界各地的数字化地震波形发送回美国进行分析，以判断是核事件还是地震。

2.2 网络设备配置

配置网络设备（节点）的简单方法是使用动态主机控制协议（DHCP）。传感器 NIC 向子网内的任何设备发送 DHCP 请求，DHCP 服务器（可以是路由器或另一台 PC）会响应并发送传感器节点 NIC 的 IP 地址、子网掩码、默认网关 IP 地址、可选的域名服