相反,问题是TCP/IP协议套件不太适合资源和能源受限的设备,如无线传感器。新兴市场需要一到两个新标准是一回事,但当一个新市场不能轻易利用TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)及其许多相关服务和技术时,这是一个主要障碍。
无线传感器网络(WSNs)没有使用TCP/IP,因为在无线传感器平台上可用的资源极其有限。相反,传感器网络使用主机供电的网关设备与TCP/IP集成。具有讽刺意味的是,正是TCP/IP的缺乏吸引了许多计算机科学研究人员进入这个领域。无线传感器网络提供了一个有趣的研究平台,因为传统的网络假设不适用。因此,新的法律和协议可能在国际标准组织(ISO)模型的第二层和第三层出现。
商业网络层
对于无线传感器网络,有许多现有的和建议的网络层。除了商业产品,仪器、系统和自动化协会(ISA) SP100.14工作组正在研究标准无线网络,SP100定义为4-5类应用程序,即仅用于监控的应用程序。在2007年,传感器网络的某种形式的网络标准可能会从这个小组中出现。电气和电子工程师协会(IEEE)也有一个工作组,正在探索在传感器网络上实现Internet协议版本6 (IPV6)。这项工作的目标是没有能源限制的家用电器。
IEEE无线电标准的选择取决于功率限制,而不是协议偏好。有两个系列的IEEE 802标准适用于网络边缘的工业无线设备。首先是我们熟悉的IEEE 802.11系列,它是无线保真(Wi-Fi)技术的基础。第二个标准是许多传感器网络供应商使用的IEEE 802.15.4标准。IEEE根据传输范围来区分这两个标准。它将802.11网络划分为局域网(lan),将802.15网络划分为个人局域网(pan)。然而,在Wi-Fi和ZigBee无线规范的商业化过程中,范围并不是主要的区别。功耗是关键的区别。IEEE 802.15.4网络可以设计成在非常低的功率水平下运行,可以延长电池寿命,超过等效的Wi-Fi设备。
TCP/IP网络在历史上蓬勃发展,因为在网络层(L3)对所有类型的服务使用单一协议(IP)。因此,IP在栈中形成了“窄腰”。这允许单一的IP网络基础设施为许多不同的应用程序提供服务,并允许IP在许多不同的链接和物理媒体上运行。目前,无线传感器网络不存在这样的“窄腰”。
一些学术研究人员认为,数据链路层(L2)而不是网络层(L3)可能对无线传感器起到类似ip的统一作用。这些研究人员提出了一种新的链路层(L2),用于为无线传感器网络创建统一的假设。这将需要一个“半透明的”L2,它能够使多个网络(L3)协议共存,并通知L3协议有关较低级别的考虑,如设备发现、能源管理、定时等。在这一点上,这类研究还不够成熟,无法开发和演示大规模的健壮传感器网络协议。单一“传感器协议”(SP)在现实应用中的适用性尚未得到证实,但从网络架构的角度来看,它的价值是明确的。
哈里·福布斯hforbes@arcweb.com,是马萨诸塞州戴德姆ARC咨询集团公司的高级分析师。