先假定基站總是正常工作的,并且總是安全的,滿足必要的計算速度、存儲器容量,基站功率滿足加密和路由的要求;通信模式是點到點,通過端到端的加密保證了數據傳輸的安全性;射頻層總是正常工作。基于以上前提,典型的安全問題可以總結為:(1)信息被非法用戶截獲;(2)一個節點遭破壞;(3)識別偽節點;(4)如何向已有傳感器網絡添加合法的節點。作者提出的方案不采用任何的路由機制。在此方案中,每個節點和基站分享一個***的64位密匙Keyj和一個公共的密匙KeyBS,當節點和基站距離超出了預定距離時,網絡會在節點和基站之間選擇一個節點作為媒介節點進行接力;發送端會對數據進行加密,接收端接收到數據后根據數據中的地址選擇相應的密匙對數據進行***。這種雙加密方式可以防止暴露節點數目和地址,也可以防止數據被非法截獲,即使個別節點被破譯,也只有它自己的密匙泄漏,整個網絡仍然可以正常工作。文獻[5]中介紹了無線傳感器網絡中的兩種**安全協議:SNEP(SensorNetworkEncryptionProtocol)和μ;TESLA。SNEP的功能是提供節點到接收機之間數據的鑒權、加密、刷新,μ;TESLA的功能是對廣播數據的鑒權。當前的互聯網只限于信息共享,網絡則被認為是互聯網發展的第三階段。松江區電子類網絡科技設計
并且相鄰簇間的并行通信***頻發,簇間能量消耗不平衡,由此帶來的結果是網絡的壽命和通信質量與有效性都大幅減小。因此,為了節約能量和改善通信質量和有效性,在設計簇算法時,簇的地理半徑應該考慮。文獻[10]提出,在傳感器節點內用一種簡單的細胞聚類結構去構成路由協議,這樣可以維持一種可測量的能量有效的系統,其關鍵的問題是使這種細胞簇結構具有自動康復性。作者針對大規模多跳傳感器網絡的自動配置和自動康復提出了一種分布式算法,這種算法可以保證網絡節點在二維空間里自動配置成細胞簇結構,其細胞單元有緊湊的地理半徑,細胞單元之間的交疊也很小。這種結構在各種擾動下是自動康復的,比如節點加入、離開、死亡、移動、被敵方捕獲等。文獻[11]給出了一種針對簇的分布式算法LEACH,它是通過全局上重復簇操作來處理擾動的,但這種算法既不能保證系統中簇的定位也不能保證簇的數量。文獻[12]給出了另外一種簇算法,它*考慮了簇的邏輯半徑,而不考慮地理半徑,當簇間存在比較大的交迭時,這種方法會降低無線傳輸的有效性。另外,它的康復不在本地處理,而是依賴于消息在整個系統中的多次循環。文獻[13]中給出了一種基于訪問的簇算法,這種算法注重簇的穩定性。金山區專業的網絡科技誠信互利90時代網絡科技是指在程序語言的基礎上,生成一系列的虛擬圖片,圖像,動畫等等。
不考慮簇的大小,要求每個節點都有全球定位系統(GPS)的支持。4、系統功耗問題無線傳感器網絡應用于特殊場合時,電源不可更換,因此功耗問題顯得至關重要。在系統的功耗模型中,我們**關心的是:(1)微控制器的操作模式(休眠模式、操作模式、,潛在的減慢時鐘速率等),無線前端的工作模式(休眠、空閑、接收、發射等);(2)在每種模式中,每個功能塊的功耗量,及它與哪些參數有關;(3)在發射功率受限的情況下,發射功率和系統功耗的映射關系;(4)從一種操作模式轉換到另外一種操作模式(假設可以直接轉換)的轉換時間及其功耗;(5)無線調制解調器的接收靈敏度和**大輸出功率;(6)附加的品質因數(如發射前端的溫漂和頻穩度、接收信號場強指示(RSSI)信號的標準等)。基于以上考慮,文獻[14]提出了一種自組織低功耗網絡的協議i-Beans,并具體說明了此網絡的功耗。比如,用一個220mAh的小紐扣電池供電,網絡的平均消耗電流是100μ;A,取樣率是每秒1次,則電池可以持續80天;如果抽樣率是每兩分鐘一次,平均消耗電流降到μ;A,則電池壽命可以延長到。為了克服遠程無線傳感器網絡面臨的電池工作時間短的問題。
也用這種算法去服務器尋找目標節點的位置。對于知道網絡的網格圖和它們自己的位置并且知道目標節點的ID號的節點,這種方法是一個好方法。文獻[8]中介紹了一種針對大規模移動傳感器網絡的查詢方法,這種方法借用了小世界(smallworlds)的概念,利用節點的移動性去提高查詢效率,并引入了關聯(contacts)的概念。其工作原理是首先在相鄰節點間建立關聯,當它們移動時,再關聯新的相鄰節點,這樣提高了查詢的效率。與傳統的路由查詢方式不同,這種設計基本目標不是去優化路由或者響應延時,而是去減少通信的系統開銷,這一點在能量受限的環境中非常重要,特別是對于傳感器數量眾多的網絡中的一次性查詢(通信的生存時間很短)。文中給出的協議是可升級的(scalable)、自動配置的,非常適應節點的移動性要求。仿真結果顯示它比邊緣泛洪法提高效率60-70%,比泛洪法提高效率80-90%,比擴展環搜索法則有更大的改善。針對無線傳感器網絡中的分布式定位,文獻[9]比較了三種定位算法:adhoc、魯棒定位、N跳多向法(N-hopmultilateration)。具體選擇哪種算法要取決于某些網絡參數,比如差錯分布和連通性等。以功能完善的網絡軟件(網絡協議、信息交換方式及網絡操作系統等)實現網絡資源共享的系統稱為計算機網絡。
美國公司已經將其i-Bean無線技術與“能量獲得(energyharvesting)”技術結合在一起,雙方**近展示了一個靠感應振蕩能量轉換器工作的i-Bean無線發射機。這種轉換器能由在50mg至100mg力作用下的28Hz至30Hz振蕩產生,并允許在30m距離上以115Kb/s速率發送數據(無電池)。該公司還與其他公司合作開發太陽能電池板來給無線傳感器供電。在能量優化研究方面,西安交通大學的黃進宏等在文獻[15]中提出了一種基于能量優化的無線傳感網絡自適應組織結構和協議ALEP。與傳統的無線微傳感器網絡協議相比,ALEP更加充分地考慮到實際應用。它將一種高效能量控制算法引入組網協議,提高了網絡的能量利用率,***延長了無線網絡的生命周期,增強了網絡的健壯性。通過對ALEP協議進行OPNET仿真,結果顯示該協議與傳統模式的無線微傳感器網絡協議相比,在傳送相同的數據量的條件下有更高效的能量特性和信息傳輸特性。四、結束語雖然無線傳感器網絡的應用前景十分美好,但由于當前若干技術難題,還不能走向廣泛應用。研究者們在將MEMS與其它電子器件集成到單一芯片的過程中遇到了嚴峻的挑戰。網絡可以構造地區性的網絡、企事業內部網絡、局域網網絡,甚至家庭網絡和個人網絡。上海新一代網絡科技設計
網絡技術是從1990年代中期發展起來的新技術,它把互聯網上分散的資源融為有機整體。松江區電子類網絡科技設計
并且高密度布置的傳感器網絡中的多用戶接口也造成了很高的誤比特率。作為移動通信的兩種基本組網模式之一,移動adhoc網絡中的傳輸模型是典型的多對多式,而傳感器網中的傳輸模型更偏向于分層次模型(多對一傳輸)。一般來說,無線傳感器網絡的節點比典型的移動終端或手持設備有更多的資源受限要求,但對于計算的要求則是可有可無的,當需要執行計算任務時,如果通信成本比計算成本低,計算任務就被送到中心節點去執行。三、無線傳感器網絡中的關鍵性問題1、網絡安全協議問題傳感器網絡受到的安全威脅和移動adhoc網絡所受到的安全威脅不同,所以現有的網絡安全機制不適合此領域,需要開發針對無線傳感器網絡的專門協議。一種思想是從維護路由安全的角度出發,尋找盡可能安全的路由以保證網絡的安全。文獻[1]指出,如果路由協議被破壞導致傳送的消息被篡改,那么對于應用層上的數據包來說沒有任何的安全性可言。文中介紹了一種方法叫“有安全意識的路由”(SAR),其思想是找出真實值和節點之間的關系,然后利用這些真實值去生成安全的路由。該方法解決了兩個問題,即如何保證數據在安全路徑中傳送和路由協議中的信息安全性。文中假設兩個軍官利用按需距離矢量路由。松江區電子類網絡科技設計
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