Ad Hoc网络未来发展方向探讨

摘要：介绍了Ad hoc网络未来的几个发展方向，包括与传感器网络的融合，在车载网络上的应用和在偏远山区的应用。

关键词：Ad hoc网络发展方向；传感器网络；车载网络；偏远山区

中图分类号：TP393.01文献标识码：A文章编号：16727800（2011）012010802

作者简介：柯叶青（1989-），女，湖北黄梅人，中国科学院软件研究所硕士研究生，研究方向为计算机软件与理论。

0引言

随着Ad hoc网络技术的不断成熟，它不依赖于预设的通信设施，自组织、无中心、动态拓扑、通过中间节点多跳转发等优点受到人们广泛的关注。预计，它必定会在各个领域具有非常广阔的应用前景。

1与传感器网络融合

无线传感器网络是Ad hoc网络一种典型的应用，近年来，受到了世界各国的高度关注，逐步成为了21世纪的信息产业支柱之一。无线传感器网络是由一组传感器节点，通过Ad hoc方式构成的具有感知、采集、处理网络覆盖地区的对象信息，并将其发送给观察者的网络。它的特有优点是，每个节点可以充当路由器，甚至在移动中也可以自行组网，具有较高的灵活性。同时，它不需要固定的基础设施。这与传统的传感器网络相比，具有耗资小，安装方便，更新费用低等优势，具有很好的应用前景。

1.1Ad hoc网络在智能建筑上的应用

1.1.1智能建筑的安防

安全性是现代智能建筑首先要考虑的问题。所谓现代智能建筑的安全性，不仅要确保建筑的外在环境的正常，更要注重防止室内信息的泄露和盗取。而Ad hoc无线传感器网络正好可以满足现代智能建筑的这一安防要求。特别是在一些易于发生火灾的安防重点地段，放置一些传感器节点，监控这些位置的温度。当温度过高时，将及时发送一个报警信号给易移动的接收发送器（sink node，可以是用户的移动手机，建筑管理者的监控终端等等），从而避免火灾的发生。而且，这种监控绝不仅仅适应于现代智能建筑对温度控制上的要求，还可对室内有害气体的浓度，室内的湿度，特殊地方的水位等信息定期采集，当超过警戒值时，及时发送报警信息给sink节点，再由该节点控制室内其他一些节点，从而迅速采取排气通风等应急措施，以达到确保室内环境安全的目的。

除此之外，利用Ad hoc无线传感器网络，还可以在一些门窗等特殊的地方，放置一些能够感知红外线的传感器节点。当有人擅自闯入时，能够及时将信息传送给易移动的接收发送器。这些传感器节点不需固定的基础设施，而且能够在移动的过程中正常通信，使其具有易于安装和日后易于更新的优点。同时它能随着sink节点的移动，自主组网，通过自身节点的路由功能，将信息及时的发送给sink节点。

1.1.2智能建筑的节能

Ad hoc无线传感器网络对于现代智能建筑的节能也能发挥巨大作用。在现代智能建筑系统中，空调系统，照明系统等的能耗，占有较大的比重。这就要求我们合理利用Ad hoc无线传感器网络，提高其能源利用效率，节省人力、时间、费用、能量，以及设备系统在建筑物的使用效率。在空调系统的设计上，可以采用放置一些温度，湿度等传感器节点，从而对室内的环境进行监控。当室内温度等条件达到指定的范围值时，空调自动进行关闭。此外，在室内的一些地方放置感知红外线的传感器节点，当室内没有人的时候，能自动的关闭空调，减少不必要的能耗。在照明系统的设计上，可以对室内的照明度进行测量，并且根据上下班等不同时段对照明度的不同要求，，自动打开或关闭一些照明设施，以达到节能的目的。

1.2Ad hoc网络在环境监测中的应用

我们都知道，在灾后救援的工作中，原有的通信设施已遭到严重甚至完全的破坏。在这种特殊情况下，为了方便救援人员及时了解情况、准确掌握必要的信息，Ad hoc无线传感器网络就能发挥其独特的作用。在没有Ad hoc无线传感器网络的运用以前，救援人员由于不了解状况，贸然进入灾区，从而产生很多危险的甚至是致命的情况。这时，如采用向灾区抛洒传感器节点的方法，就能及时采集到灾区的各类信息，从而对求援工作带来极大的方便，使求援人员的安全有了更好的保障。同时，由于ad hoc网络具有组网快的特点，节点将收集到信息非常及时的发送给sink node，为救援争取了宝贵的时间。更重要的是，救援中心得到数据，综合判断得出最佳的救援方案实施救援。

此救灾外，ad hoc网络在环境监测中的应用也十分广泛。特别是一些较为特殊的野外考察，以及空间探索、灾害预测等科学研究，ad hoc网络的应用前景十分广阔。在这些特殊活动中，由于人员不方便到达现场，无线传感器网络就是最佳的选择。另外，在物流运输方面，货物可能因为一些特殊的原因丢失或是被损坏，给商家造成巨大的损失。如果将无线传感器网络应用在这个领域，对每件货品安装一个传感器，监控他们的状态，货物的位置就能非常准确地被侦知，从而有效地避免商家的损失。总而言之，ad hoc无线传感器网络在环境的监测应用的潜力是非常巨大的，它还可以运用于工业生产，食品加工，以及对病人的病情进行监测等等众多领域。

2Ad hoc网络在车载网络领域的应用

车载网络领域是ad hoc网络的另一个重要发展方向。随着交通业的飞速发展，道路上的车辆数量激增，交通安全形势日趋严峻。为了改善这一状况，实现智能交通，车载网络应运而生。由ad hoc网络组建的车载网络，是一种自组织的，结构开放的车辆间通信的网络，也是一种较为特殊的ad hoc网络，可以适用于动态变化的网络拓扑结构，实现车与车之间的通信以及车与路边的一些基础设施的通信。

当前，国内的车载网络才处于刚刚起步的阶段，传统的智能交通系统严重依赖于预先部署的基础设施。例如，在收集和车的流量信息时，先通过路面传感器对车流的速度、密度进行检测，然后上传到城市交通中心。经过数据处理之后，将得到的流量报告通过蜂窝网络传递到用户的手机。然而，这种传播方式，由于经过多个传节点，造成的重复传播和时间浪费，显然是一种昂贵和低效的方式。实际上，在通常情况下，信息源和信息消费者的实际距离只有几百米甚至几米远，没有必要让信息跋山涉水来回传播。如果我们采用ad hoc式车载网络，就能实现一次性、短距离的通信，这显然是更高效、代价更小的通信方式。由此可见，ad hoc式车载网络的发展前景是非常好的。

具体说来，ad hoc式车载网络的应用主要是分为3大类：一是提高交通系统的安全性；二是提供辅助驾驶的功能，使驾驶更加轻松、便捷；三是改善车内环境，满足用户的娱乐需求。

2.1安全应用

我国每年交通事故死亡人数大约有10万人，占各类死亡人数的70%多。利用车载网络提高交通系统的安全性，可以有效控制交通事故的发生。相邻的车辆在行驶中，互相通信，定期的获得对方的速度、距离、加速度等信息，异常的情况下采取相应的措施。比如，如果发现距离小于一定的界限值，发生交通事故的可能性就比较大。此时，采取减速或是制动等措施，就能有效避免事故的发生。另外，对于前面已发生交通事故的车辆，以及拥塞路段，或前方路段的障碍物，或危险路段等重要信息，都可以由已知的车辆向未知的车辆进行传播，然后通过节点的逐一转发通知整个网络的第一辆车。当然，针对一些酒后驾车的情况，可以在车中装上酒精浓度感应器。如果超标，车辆就不能行驶。

2.2辅助系统

驾驶的舒适度的不断提高，是每个驾驶员的向往，也是第一个汽车生产厂家追求的目标。当驾驶员在遇到红灯时，车辆收到相关信息，会自动停车。当下雨时，车辆也能感知到，自动开启雨刷。车辆到了十字路口，能告知驾驶员每条路的相应信息。还可以提供一些附近的酒店，超市等信息，方便驾驶员查找。等等这些服务都能使驾驶员驾驶得更加便捷，舒适。

2.3娱乐应用

还可以将车辆与Internet连接，为车内除驾驶员外的其他用户提供娱乐服务。比如，网上看电影、听歌、游戏等等。车与车之间还可互相通信，进行视屏聊天、游戏，从而打发无聊时间，消除长途旅行的劳累。

3偏远山区

在一些偏远的山区，由于没有固定的通信基础设施，人们很难与外界进行通信。而Ad hoc网络特有的无需架设网络设施，可快速展开，抗摧毁性强的特点，正好可以在这些地区组网。在这些地区，它有这样的一些应用前景：

（1）野外考察。一些偏远地区往往拥有丰富的地貌，著名的河流，特殊的高原湖泊和一些深峡谷等等地理资源。这使得在这些地方考察的需求量非常大。在进行考察时，很难有预设的通信设施支持。Ad hoc网络独立的自组织能力便是这些地方的最佳选择。考察人员可以用自己随身携带的设备，进行必须的组网通信。

（2）生态保护。偏远山区的生态环境往往非常好，我们可以用前面提到的Ad hoc网络的一大应用领域――传感器网络对它的生态环境进行检测，把采集到的数据传输到研究中心，供专家们分析研究，制定保护措施。

4结束语

Ad hoc网络不依赖于任何固定的通信基础设施，将终端和通信基础设施合而为一，就可以自动组网，这一点是传统无线网络所不可比的。以上的几个发展方向，只是本文举其要者，但笔者深信，随着Ad hoc网络相关技术的日趋成熟，这种网络必将具有非常广阔的应用前景。参考文献：

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