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摘 要：传感器的节点和网络节能是传感器路由算法的一项重要内容。传感器自身携带节点过多，消耗大量能量，为了实现资源的循环有效利用，延长传感器和相关网络的使用周期，需要对传感器的网络研究进行改善，减少不必要的网络消耗。本文通过对现有传感器节点节能和网络节能经验的总结，在研究传感器节点分布、节能消耗以及节点之间的传播方式等方面，提出一系列达到节能环保、维护网络安全目的的有效节能策略。
关键词：自组织传感器；节点节能；网络节能；策略
中图分类号：TN929.5；TP212.9
随着全球网络化的不断发展，网络覆盖面积的不断扩大。针对网络研究出现的新学科新领域也不断地悄然兴起，传感器等新名词也随着社会发展不断被人们熟知。所谓传感器即是一种网络传输装置，能够感受到所被感知观测到的信息并将信息通过一定的技术处理进行识别转化，再通过转化后的电流信号或其他形式信号输出，以此来实现信息的传输、控制、处理、显示、记录等要求。传感器技术是实现自动检索和自动控制的重要环节。
1 自组织传感器节点及其原理概述
1.1 自组织传感器节点简介
自组织传感器节点作为无线传感器网络的基本功能单元，在数据的采集和数据转化输出方面具有重要作用。传感器节点是利用自组织方式进行组网和无线通信技术进行数据采集和处理的。传感器节点普遍都具有数据采集和数据转化融合的双重功能，节点对自己自身采集的数据进行初步的数据处理和层次划分，然后以相邻节点接力的方式传送到相关基站，然后通过基站传送到相关卫星、传输器等再发射到客户的终端客户端。一般来讲，传感器节点的基本组成模块主要包括传感单元、处理单元、通信单元和电源等部分。处理单元是整个传感器节点的中心模块，是传感器进行数据处理传播的主要转化原地。
1.2 自组织传感器节点工作原理
在自组织传感器中，电源部分是传感器工作的基础部件，为整个传感器的持续工作提供必要的电源能量，电源的储存情况和传感器的节点体积关系密切，一般来讲，受传感器节点的体积限制，传感器节点中的能量十分有限。同时大量的数据采集和转化也使传感器节点耗能巨大。因此，传感器节点内部设计一般经过层层节能处理，不断加大电量的利用效率。另外，传感器节点不能频繁地更换电池，为了防止影响人们正常生活，延长电池的使用寿命，只能通过控制电量流失来进行大规模控制电量。同时，传感器节点更换电池程序也比较繁琐，需要大量计算和投资，所以，开发效率更高的传感器节点使用效率十分具有应用前景的必要性。
2 无线传感器的主要能量消耗及相应的减耗分析
2.1 无线传感器节点主要能量消耗
无线传感器主要的消耗能量部分主要是来自数据采集模块的传感器调理模块、数据处理模块的内存容量和数据传输模块的射频电流。此三方面综合了传感器对数据的采集、处理和传输等一系列数据转换过程。
2.2 无线传感器节点减耗分析
传感器的能量消耗是来自于内部的三个方面，数据的采集、处理和传输。
在数据采集模块方面，传感器节点的能量消耗表现较为不明显，由于数据都是经过现有的采集渠道进行整合和收集，不需要耗费传感器节点进行主动地采集活动，所以节省了一大批动态活动，消耗能量较少，但与此同时，减耗空间也就相对比较小。
在数据处理模块方面，传感器节点耗能较多，通过控制器和内存吸收了大量的能源，占据大量空间内存。传感器节点处理系统内部耗能主要划分为动态耗能和静态耗能。根据传感器内部节点的排列顺序和排列角度可以大致地分析，将内存中的储存数据作为静态耗能物体主要来源，而控制器内活动的主要程序和数据信号即是动态耗能的主要手段。经由采集模块进行采集的主要数据都需要在内存空间内储存或是经由控制器转换成不同形式的信号。所以讲，处理模块是传感器节点结构中最为活跃的一模块，也是最重要的、耗能最多的模块。
在数据传输模块方面，和数据采集模块同样，两者的减耗空间都不大，大量的能源都被数据处理模块占据。相应的，数据传输模块相较于数据处理模块工作也比较单一，主要担任数据的射频工作，通过数据的采集，由数据处理软件将其转化为电流信号或是其他形式信号，再由数据传输模块进行射频处理，将数据信号传输到不同的路由器或是卫星，最终进入客户端，为客户提供可靠的信息来源。
与此同时，自组织传感器由无数的传感器节点组成，数据传输通过节点之间的相互联系交流实现。减少节点之间相互交流的能源消耗也是减少传感器节点的能源消耗的重要方法，据实践显示，减少传感器的工作负荷能有效节省传播方式方面的耗能。
3 自组织传感器节点节能和网络节能管理方案
从以上传感器的耗能状况分析来看，自组织传感器节点的耗能方向主要集中在动态耗能和数据传输角度。自组织传感器节点节能不仅要从硬件设计方面进行节能技术的突破还要从软件角度进行有效地能源控制。
3.1 在数据采集方面，进行软件开发实现数据基本处理。
数据收集模块主要负责数据的采集和检测，如果在数据收集模块安装相应的数据处理软件，将同种数据进行匹配不同的数据进行分离，就能在一定程度上减少由数据采集模块对数据处理软件运输过程中的承载量，减少部分能源消耗。与此同时，传导的收集信号减少之后，数据处理模块中的微处理器的工作量也就会下降，这样又缩短了微处理器的运行时间，实现节能。
3.2 在数据处理角度，一定程度上可以减少微处理器工作时间。
微处理器是数据处理模块中重要的处理软件，由于数据处理是传感器节点中重要的一环，所以，微处理器在传感器节点中也具有举足轻重的作用。通过提高微处理器的工作效率和相关的技术水平，缩短处理器的工作时间是对能耗的主要节省方式。
3.3 在数据传输方面，通过减少射频模块的发射功率和节点之间的通信量来节省能耗。
数据传输是数据转化和大规模传输的最终过程，经过数据处理系统对数据信号的转化和演算，数据传输模块一方面将其进行选择识别，一方面将其投射到不同的节点之间，最终进行卫星信号收集。这其中要通过多个节点之间的相互合作、相互配合。减少节点之间的通信量和射频模块的发射功率是提高能量使用时间的有效方式。
4 结语
自组织传感器是随着网络发展而出现的新兴应用设备，在其发展过程中需要投入大量的研究和能源消耗。但是，互联网发展到今天，已经成为人们社会生活不可或缺的重要工具，一旦互联网基础——传感器出现技术障碍，就会带来更加难以逾越的瓶颈，为了适应飞速向前发展的社会和经济，进行下一步的技术革新势在必行。而在传感器技术发展的今天，自组织传感器节点的能源消耗问题引起了人们广泛的注意和研究，传感器节点的能源消耗不仅是提高传感器工作效率的重要手段，也是维护互联网安全的重要手段。传感器节点的节能和网络节能的策略研究应得到社会各界的广泛关注，在传感器采集、处理和传输方面进行技术革新，进行技术的不断匹配是新时代互联网发展的要求，同时也是提高资源利用率和环境保护的主要要求。
参考文献：
[1]耿军涛.一种基于无线传感器网络大气环境监测系统[J].传感器世界，2007（16）.
[2]曹丛柱，王悦伟.无线传感器网络中的路由技术[J].计算机工程与应用，2004（19）.
[3]黄少昱，曹阳，方木云.无线传感器网络安全问题浅析[J].电脑知识与技术，2009（16）.
[4]沈金波，彭玉旭，张力军.无线传感器网络密钥管理方案研究[D].福建师范大学，2010.
[5]王雪飞.自组织传感器网的节点节能与网络节能策略[J].传感器世界，2006（10）.
作者简介：尹光辉（1976.12-），男，武汉人，讲师，硕士，研究方向：计算机网络网、物联网技术；陈瑛（1979.7-），女，湖北咸宁人，讲师，硕士，研究方向：计算机应用、办公自动化。
作者单位：咸宁职业技术学院，湖北咸宁 437100
关键词：自组织传感器；节点节能；网络节能；策略
中图分类号：TN929.5；TP212.9
随着全球网络化的不断发展，网络覆盖面积的不断扩大。针对网络研究出现的新学科新领域也不断地悄然兴起，传感器等新名词也随着社会发展不断被人们熟知。所谓传感器即是一种网络传输装置，能够感受到所被感知观测到的信息并将信息通过一定的技术处理进行识别转化，再通过转化后的电流信号或其他形式信号输出，以此来实现信息的传输、控制、处理、显示、记录等要求。传感器技术是实现自动检索和自动控制的重要环节。
1 自组织传感器节点及其原理概述
1.1 自组织传感器节点简介
自组织传感器节点作为无线传感器网络的基本功能单元，在数据的采集和数据转化输出方面具有重要作用。传感器节点是利用自组织方式进行组网和无线通信技术进行数据采集和处理的。传感器节点普遍都具有数据采集和数据转化融合的双重功能，节点对自己自身采集的数据进行初步的数据处理和层次划分，然后以相邻节点接力的方式传送到相关基站，然后通过基站传送到相关卫星、传输器等再发射到客户的终端客户端。一般来讲，传感器节点的基本组成模块主要包括传感单元、处理单元、通信单元和电源等部分。处理单元是整个传感器节点的中心模块，是传感器进行数据处理传播的主要转化原地。
1.2 自组织传感器节点工作原理
在自组织传感器中，电源部分是传感器工作的基础部件，为整个传感器的持续工作提供必要的电源能量，电源的储存情况和传感器的节点体积关系密切，一般来讲，受传感器节点的体积限制，传感器节点中的能量十分有限。同时大量的数据采集和转化也使传感器节点耗能巨大。因此，传感器节点内部设计一般经过层层节能处理，不断加大电量的利用效率。另外，传感器节点不能频繁地更换电池，为了防止影响人们正常生活，延长电池的使用寿命，只能通过控制电量流失来进行大规模控制电量。同时，传感器节点更换电池程序也比较繁琐，需要大量计算和投资，所以，开发效率更高的传感器节点使用效率十分具有应用前景的必要性。
2 无线传感器的主要能量消耗及相应的减耗分析
2.1 无线传感器节点主要能量消耗
无线传感器主要的消耗能量部分主要是来自数据采集模块的传感器调理模块、数据处理模块的内存容量和数据传输模块的射频电流。此三方面综合了传感器对数据的采集、处理和传输等一系列数据转换过程。
2.2 无线传感器节点减耗分析
传感器的能量消耗是来自于内部的三个方面，数据的采集、处理和传输。
在数据采集模块方面，传感器节点的能量消耗表现较为不明显，由于数据都是经过现有的采集渠道进行整合和收集，不需要耗费传感器节点进行主动地采集活动，所以节省了一大批动态活动，消耗能量较少，但与此同时，减耗空间也就相对比较小。
在数据处理模块方面，传感器节点耗能较多，通过控制器和内存吸收了大量的能源，占据大量空间内存。传感器节点处理系统内部耗能主要划分为动态耗能和静态耗能。根据传感器内部节点的排列顺序和排列角度可以大致地分析，将内存中的储存数据作为静态耗能物体主要来源，而控制器内活动的主要程序和数据信号即是动态耗能的主要手段。经由采集模块进行采集的主要数据都需要在内存空间内储存或是经由控制器转换成不同形式的信号。所以讲，处理模块是传感器节点结构中最为活跃的一模块，也是最重要的、耗能最多的模块。
在数据传输模块方面，和数据采集模块同样，两者的减耗空间都不大，大量的能源都被数据处理模块占据。相应的，数据传输模块相较于数据处理模块工作也比较单一，主要担任数据的射频工作，通过数据的采集，由数据处理软件将其转化为电流信号或是其他形式信号，再由数据传输模块进行射频处理，将数据信号传输到不同的路由器或是卫星，最终进入客户端，为客户提供可靠的信息来源。
与此同时，自组织传感器由无数的传感器节点组成，数据传输通过节点之间的相互联系交流实现。减少节点之间相互交流的能源消耗也是减少传感器节点的能源消耗的重要方法，据实践显示，减少传感器的工作负荷能有效节省传播方式方面的耗能。
3 自组织传感器节点节能和网络节能管理方案
从以上传感器的耗能状况分析来看，自组织传感器节点的耗能方向主要集中在动态耗能和数据传输角度。自组织传感器节点节能不仅要从硬件设计方面进行节能技术的突破还要从软件角度进行有效地能源控制。
3.1 在数据采集方面，进行软件开发实现数据基本处理。
数据收集模块主要负责数据的采集和检测，如果在数据收集模块安装相应的数据处理软件，将同种数据进行匹配不同的数据进行分离，就能在一定程度上减少由数据采集模块对数据处理软件运输过程中的承载量，减少部分能源消耗。与此同时，传导的收集信号减少之后，数据处理模块中的微处理器的工作量也就会下降，这样又缩短了微处理器的运行时间，实现节能。
3.2 在数据处理角度，一定程度上可以减少微处理器工作时间。
微处理器是数据处理模块中重要的处理软件，由于数据处理是传感器节点中重要的一环，所以，微处理器在传感器节点中也具有举足轻重的作用。通过提高微处理器的工作效率和相关的技术水平，缩短处理器的工作时间是对能耗的主要节省方式。
3.3 在数据传输方面，通过减少射频模块的发射功率和节点之间的通信量来节省能耗。
数据传输是数据转化和大规模传输的最终过程，经过数据处理系统对数据信号的转化和演算，数据传输模块一方面将其进行选择识别，一方面将其投射到不同的节点之间，最终进行卫星信号收集。这其中要通过多个节点之间的相互合作、相互配合。减少节点之间的通信量和射频模块的发射功率是提高能量使用时间的有效方式。
4 结语
自组织传感器是随着网络发展而出现的新兴应用设备，在其发展过程中需要投入大量的研究和能源消耗。但是，互联网发展到今天，已经成为人们社会生活不可或缺的重要工具，一旦互联网基础——传感器出现技术障碍，就会带来更加难以逾越的瓶颈，为了适应飞速向前发展的社会和经济，进行下一步的技术革新势在必行。而在传感器技术发展的今天，自组织传感器节点的能源消耗问题引起了人们广泛的注意和研究，传感器节点的能源消耗不仅是提高传感器工作效率的重要手段，也是维护互联网安全的重要手段。传感器节点的节能和网络节能的策略研究应得到社会各界的广泛关注，在传感器采集、处理和传输方面进行技术革新，进行技术的不断匹配是新时代互联网发展的要求，同时也是提高资源利用率和环境保护的主要要求。
参考文献：
[1]耿军涛.一种基于无线传感器网络大气环境监测系统[J].传感器世界，2007（16）.
[2]曹丛柱，王悦伟.无线传感器网络中的路由技术[J].计算机工程与应用，2004（19）.
[3]黄少昱，曹阳，方木云.无线传感器网络安全问题浅析[J].电脑知识与技术，2009（16）.
[4]沈金波，彭玉旭，张力军.无线传感器网络密钥管理方案研究[D].福建师范大学，2010.
[5]王雪飞.自组织传感器网的节点节能与网络节能策略[J].传感器世界，2006（10）.
作者简介：尹光辉（1976.12-），男，武汉人，讲师，硕士，研究方向：计算机网络网、物联网技术；陈瑛（1979.7-），女，湖北咸宁人，讲师，硕士，研究方向：计算机应用、办公自动化。
作者单位：咸宁职业技术学院，湖北咸宁 437100