无线传感网络关键技术和应用分析--王萌2917...
无线传感器网络安全保护的关键技术与方法
无线传感器网络安全保护的关键技术与方法无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的分布式传感器节点组成的网络系统,用于收集、处理和传输环境信息。
然而,由于其开放性和易受攻击的特点,WSN的安全性问题成为当前研究和实践的热点之一。
为了保障无线传感器网络的安全性,必须采取一系列关键技术与方法,本文将对其进行探讨。
一、身份识别与安全认证技术身份识别和安全认证技术是维护无线传感器网络安全的重要手段。
在无线传感器网络中,每个传感器节点都需要被准确识别并进行安全认证,以确保只有授权的传感器节点能够加入网络并参与通信。
为实现此目标,可以采用基于密钥的身份认证方案,通过使用对称密钥或非对称密钥机制对节点进行身份验证,从而保证通信的安全和可靠性。
二、数据保密与隐私保护技术由于无线传感器网络中传输的数据通常包含敏感信息,如环境监测数据、军事侦察数据等,因此必须采取措施确保数据的保密性和隐私性。
在数据传输过程中,可以使用加密算法对数据进行加密,确保只有合法用户才能解密并获取数据内容。
此外,隐私保护技术也是保障数据安全的一项重要手段,通过对传感器节点的身份信息和数据信息进行匿名处理,从而减小信息泄露的风险。
三、安全路由与数据完整性校验技术安全路由技术可以有效防止攻击者对无线传感器网络进行攻击和破坏,保证数据的可靠传输。
安全路由协议通过对传感器节点之间的通信路径进行认证和加密,确保数据在传输过程中不被窃听、篡改或者重放攻击。
同时,数据完整性校验技术则可以通过添加数据校验码、数字签名等手段对传输的数据进行完整性验证,从而识别和抵御数据被篡改或伪造的风险。
四、入侵检测与响应技术无线传感器网络中的入侵检测与响应技术是指针对可能存在的安全威胁进行实时监测,并采取相应的响应措施进行防御。
入侵检测系统可以通过监测数据流量、节点之间的通信行为、异常节点行为等方式,及时识别由于攻击或异常操作导致的安全威胁。
无线传感器网络技术的应用与挑战
无线传感器网络技术的应用与挑战无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)技术是一项发展迅速的信息技术,它通过将许多小型、低功耗且具有自组织能力的传感器节点互联组成一个网络,实现了对目标区域进行全面、实时、准确的监测和控制。
WSN技术具有广泛的应用前景,但也面临着一些挑战。
一、无线传感器网络技术的应用1.环境监测:WSN技术可以用于环境监测领域,实时地收集环境参数(如温度、湿度、气压等)的数据,并进行分析和处理,为环境保护、灾害预警提供有力的支持。
2.农业领域:WSN技术可以应用于农业生产中,通过传感器节点对土壤湿度、光照强度等参数的监测,实现精确的农田灌溉和施肥,提高作物产量和质量。
3.工业控制:WSN技术可以用于工业自动化控制系统中,实时地监测设备状态、环境参数等信息,提供有效的管理和控制手段,提高工业生产的效率和安全性。
4.安防领域:WSN技术可以应用于安防领域,通过传感器节点实时监测周围环境的变化,如入侵者、火灾等,提供及时的报警和应对措施,保障人员和财产的安全。
5.健康医疗:WSN技术可以用于健康医疗领域,通过监测人体生理参数、体温、心率等,实时收集个体的健康状况,预测疾病的发生,提供个性化的医疗服务。
二、无线传感器网络技术面临的挑战1.能源问题:传感器节点通常由电池供电,能源问题是WSN技术的主要挑战之一。
传感器节点功耗低、寿命长的设计,以及能量收集和传输的技术研究是解决该问题的重点。
2.通信问题:WSN技术要求节点之间进行无线通信,网络中的节点数量通常很大,并且节点经常处于动态变化的环境中,这给通信带来了一定的困难。
如何保证数据传输的可靠性、低延迟和网络的稳定性是需要解决的问题。
3.网络安全问题:由于WSN应用的特殊性,传感器节点通常在无人区域或恶劣环境中部署。
这就给网络的安全性带来了挑战,如数据的保密性、完整性和抗攻击能力等问题需要解决。
4.节点定位问题:WSN技术要求对节点的位置进行准确的定位,以实现对目标区域的精确监测和控制。
无线传感器网络技术的创新与应用领域
无线传感器网络技术的创新与应用领域无线传感器网络技术(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由大量分布式传感器节点组成的网络,这些节点能够感知环境中的物理或化学变化,并将这些信息通过网络传输到数据处理站点。
WSN技术在许多领域中得到广泛应用,从环境监测到智能农业,从智能交通到健康医疗。
在这篇文章中,我们将探讨无线传感器网络技术的创新和应用领域。
无线传感器网络技术在环境监测领域发挥着重要作用。
通过将传感器节点部署在大气、水体或土壤中,我们可以实时监测环境参数,如温度、湿度、大气污染物浓度等。
这些数据可以帮助我们更好地了解环境的变化趋势,并为环境保护和自然资源管理提供实时的决策支持。
例如,通过监测大气污染物的浓度,我们可以及时发现并应对空气污染事件,从而保护人们的健康。
无线传感器网络技术在智能农业中有着广泛的应用。
通过将传感器节点安装在农田中,我们可以监测土壤湿度、温度和养分含量等关键参数。
这些数据可以帮助农民优化灌溉和施肥策略,提高农作物的产量和质量。
无线传感器网络技术还可以用于监测农场动物的行为和健康状况,以及检测病虫害的存在。
通过实时监测和提供预警信息,WSN可以帮助农民采取适当的措施来保护农作物和动物的健康。
无线传感器网络技术在智能交通领域也扮演着重要角色。
传感器节点可以安装在道路上,以实时监测交通流量、车速和拥堵状况。
这些信息可以用于交通管理部门优化交通信号灯的控制,并提供实时的交通流量信息给驾驶员,帮助他们选择最优路线。
通过更好地管理交通流量,WSN可以减少交通拥堵和交通事故,并提高道路利用效率。
无线传感器网络技术在健康医疗领域有着广泛的应用前景。
通过在患者身上植入或佩戴传感器节点,我们可以实时监测患者的生理参数,如心率、血压和体温等。
这些数据可以被传输到医疗机构,医生可以远程监护患者的健康状况,并及时采取必要的医疗措施。
WSN还可以用于医院的设备管理和医疗垃圾处理等方面,提高医疗机构的运行效率和环境卫生。
无线传感器网络技术与应用
无线传感器网络技术与应用无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是近年来兴起的一种新型网络技术,它通过大规模分布在监测区域内的传感器节点,实时采集、处理并传输监测数据。
随着物联网技术的不断发展,无线传感器网络在各个领域的应用也越来越广泛。
本文将围绕无线传感器网络技术的基本原理和典型应用进行论述。
一、无线传感器网络技术的基本原理无线传感器网络由庞大数量的分布在监测区域内的传感器节点组成。
每个传感器节点都具备自主采集环境信息、处理数据并通过无线通信进行传输的能力。
传感器节点之间可以通过无线连接建立起通信网络,将采集到的数据实时传输给基站或其他节点。
无线传感器网络的技术原理主要包括传感器节点的自组织、数据采集与传输以及能源管理。
首先,传感器节点可以通过自组织和自适应的方式建立网络连接,实现动态部署和组网,灵活适应网络拓扑结构的变化。
其次,传感器节点通过感知环境并进行数据采集,将采集到的数据进行处理,并选择合适的传输方式将数据传输给其他节点或基站。
最后,考虑到传感器节点的能源有限,能源管理是无线传感器网络技术的重要方面,包括节点休眠、能量收集与节能优化等。
二、无线传感器网络的典型应用领域1. 环境监测无线传感器网络在环境监测领域的应用得到了广泛关注。
通过部署大量的传感器节点,可以实时监测空气质量、水质、温度、湿度等环境参数,以便及时发现和应对环境污染、灾害等情况。
2. 智能交通利用无线传感器网络技术可以实现智能交通系统的建设与优化。
传感器节点可以实时感知车流量、交通拥堵情况,并将这些信息传输给中心控制系统,该系统可以根据实时数据进行调度,优化交通流量,提高道路利用率,减少交通事故等。
3. 农业监测无线传感器网络可以应用于农业领域,实现对土地、作物、水资源等的实时监测和精确管理。
通过传感器节点采集农田土壤、作物生长环境以及气象等数据,农民和相关管理人员可以及时了解农业生产状况,进行科学决策,提高农业生产效益。
无线传感器网络关键技术分析
没有预先指定的中心, 节点可 以随时加入或离开网络, 感器 、 数据 处理单元和通信模 块的节点 ( 如图1 示) 各节点通 式 网络, 所 , 任 何节点 的故障 不会影 响整 个 网络 的运行, 有很 强的抗 毁 具 过协议 自组 成一个分布式 网络, 再将 采集来 的数据通 过优 化后
无线传感器 网络关键 技术分析 线 ・ 无地 天
张 宁
( 长沙电力职业技术学院, 湖南 宁远 40 3) 1 11
摘 要 : 线传感 器 网络是 微 机 电技 术 、 线通信 技 术 和数字信 息处理 等学科 技 术交叉 发 展 的研 究领域 , 有十分广阔的应用前景, 无 无 具 文章 介 绍了无线传感 器 网络 的定 义、 成及特 点, 组 并对 关键技 术 进行 了 分析。
K wor : i e e s e s r n t o k ;s r c u e h r c e i t c : e e h o o y ey ds w r l s s n o e w r s t u t r ;c a a t r s i s k y t c n l g
近年来 , 随着微 机电技术、 无线通信 技术和数字信息处理 技术 的飞速发 展, 集成了感知 、 计算、通信 能力, 具有低成本 、 低 功耗、 多功能 、 体积 小和 短距离无 线通信等特点的传感 器节
T o a d f p t n i l p lc to h us n s o o e t a a p i a i n
12无线传感器网络的特点 .
WN S 与传统传感器和测 控系 统相 比具有 明显 的优 势。 它采
大 在传 点变 成现 实, 由数量不等 的无 线传感器节点构建的 网络 , 被称 用点对点或 点对 多点的无 线连 接, 大减少了电缆成本 , 数字信号转换、 数字信号处理和 为无 线传感 器网络 ( S )。 S 可 以协同工作, WN WN 实时或长期监测 感器节点端 即合并了模拟信号 /
无线传感器网络关键技术及特点
启发式的节点唤醒和休眠机制。
(2) 时间同步
时间同步是需要协同工作的无线传感器网络系统 的一个关键机制。
不同晶体的振荡频率不完全相同,随着时间的推 移,时间会出现偏差。
特定的应用中,传感器节点需要彼此合作才能完 成任务,需要实现时间同步。
(3) 定位技术
位置信息是传感器节点采集数据中不可缺 少的部分,没有位置信息的监测消息通常 毫无意义。 无线传感器网络定位通常会使用三边测量 法、三角测量法或极大似然估计法确定节 点位置。根据定位过程中是否实际测量节 点间的距离或角度,把无线传感器网络中 的定位分类为基于距离的定位和与距离无 关的定位。
传感器网络关键技术 (1) 拓扑控制
拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。 拓扑控制是指在满足区域覆盖度和网络联通度的条件下, 通过节点发射功率的控制和网络关键节点的选择,删掉不 必要的链路,生成一个高效的网络拓扑结构,以提高整个 网络的工作效率,延长网络的生命周期。 拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由 协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标 定位等方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络 的生存期。
(4) 网络安全
WSN安全问题是信息机密性、数据产生的可靠性、数据融 合的高效性以及数据传输的安全性。 安全机制:机密性、点到点的消息认证、完整性鉴别、新 鲜性、认证广播和安全管理。水印技术 由于节点处理能力、计算能力的限制,安全性与普通网络 有很大区别,也是无线传感器网络安全的主要挑战; 另外,无线传感器网络任务的协作特性和路由的局部特性 使节点之间存在安全耦合,单个节点的安全泄漏必然威胁 网络的安全, 所以在考虑安全算法的时候要尽量减小这 种耦合性。
无线传感器网络(WSN)的技术与应用
无线传感器网络(WSN)的技术与应用无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)是一种由若干个无线传感器节点构成的网络。
每个传感器节点都具有感知、处理和通信功能,能够通过无线信号进行数据的传输和交流。
WSN技术在近年来得到了广泛的应用和研究,其在环境监测、智能家居、农业、工业控制等领域具有重要的意义。
一、WSN技术的基本原理和特点WSN技术的核心是无线传感器节点,它是由微处理器、传感器、无线通信模块和能量供应装置等组成。
传感器节点可以感知周围环境的不同参数,例如温度、湿度、光照强度等,并将这些数据进行处理和存储。
节点之间通过无线通信进行数据的传输,形成一个自组织的网络结构。
WSN具有以下几个主要特点:1. 无线通信:WSN采用无线通信方式,节点之间可以通过无线信号传输数据,不受布线限制,能够灵活部署在不同的环境中。
2. 自组织性:WSN的节点具有自组织能力,可以根据网络拓扑结构和节点的状态进行自动组网,形成一个动态的网络结构。
3. 分布式处理:WSN中的每个节点都具有数据处理和存储的能力,可以进行分布式的数据处理,实现网络的协同工作。
4. 能量有限:WSN中的节点能量有限,需要通过能量管理或是能量收集技术来延长节点的寿命。
二、WSN的应用领域与案例分析1. 环境监测:WSN可以用于环境参数的实时监测和采集。
例如,在自然灾害预警系统中,通过部署大量的传感器节点,可以实时监测地震、洪水等灾害情况,为应急救援提供及时的信息。
2. 智能家居:WSN可以实现智能家居的自动化控制。
通过部署传感器节点,可以实时感知室内温度、湿度等信息,并进行智能控制,实现温度调节、灯光控制等功能。
3. 农业领域:WSN可以用于农业生产的智能化管理。
通过在农田、温室等地部署传感器节点,可以实时监测土壤湿度、温度等参数,并为农民提供农作物的生长状态和病虫害预警等信息。
4. 工业控制:WSN可以应用于工业生产过程的实时监测和控制。
无线传感器网络的应用和关键技术
无线传感器网络的应用和关键技术作者:崔宁来源:《电子技术与软件工程》2016年第19期摘要无线传感器的主要功能是实时感知、监测和收集覆盖区域内的各种环境信息,并且在经过处理后呈现给感兴趣的客户。
无线传感器网络的组成是由大量低成本、低消耗的微型传感器节点经过自组织连接的方式而构成的。
因为它的可以灵活部署、可靠性强、便于扩展和经济性好的特点被广泛应用于军事安全、工业控制、医疗卫生和环境监测等方面,且较为常见的是应用于外部环境或者是无人区域,由干电池或者纽扣电池提供能量和电力,也由于其在各行业中的实用性得到了学术人士和工业人士高度关注。
【关键词】无线传感器网络技术要点无线传感器网络的发展离不开传感技术、集成电路、微机电系统和无线通信技术的发展,这些技术的快速发展使得单一条件下的低成本、低功耗和多功能的传感器也逐渐向微型化、网络化和集成化、智能化的方向进步,从而发展为一项不可或缺的信息收集技术,并且在一定意义上扩大了现有网络的功效,让人们可以通过它与外部世界进行直接接触,并且被各国的政府、军方、跨国公司和科研机构等广泛应用于国防军事、医疗护理、智能家居和环境监测等方面,为了让无线传感器网络技术能够更好地为人们服务于人们生活的各个方面,我们需要对无线传感器的各方面效用进行进一步的研究。
1 无线传感器网络的发展现状在无线传感器网络的发展历史中,美国是第一个从事无线传感器网络研究的,其发展的目的是满足军方侦查军用系统的需求,所以研究的方向主要是传感器网络中的通信和计算问题,这种最先由军事需要发展起来的无线传感器网络技术,在经过网络技术的革命和网络思想体系的革新之后变得越发的成熟,也由此推动了无线传感器网络的发展。
对于我国而言,无线传感器网络的发展是比较晚的,但是我们国家对于无线传感器网络技术的发展高度重视,在短短的几十年时间内,我国在研究、应用和标准化方面已经可以和国际的先进水平相媲美,在无线传感器网络技术得到快速发展的同时,随着“感知中国”计划的提出,无线传感器网络技术已经被应用于国家层面并且已经进入到战略实施阶段,这表明“感知中国”计划的提出对中国的无线传感网络产业起到了一定的促进作用,无线传感器网络产业的发展面临着一个巨大的机遇。
无线传感器网络(WSN)在各个领域的应用分析
无线传感器网络(WSN)在各个领域的应用分析科技发展的脚步越来越快,人类已经置身于信息时代。
而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术,也得到了极大的发展。
传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,并将会带来一场信息革命。
传感器节点可以连续不断地进行数据采集、事件检测、事件标识、位置监测和节点控制,传感器节点的这些特性和无线连接方式使得无线传感器网络的应用前景非常广阔,几乎涉及到社会经济活动中的各个领域。
(1)军事领域的应用在军事领域,由于WSN具有密集型、随机分布的特点,使其非常适合应用于恶劣的战场环境。
利用WSN 能够实现监测敌军区域内的兵力和装备、实时监视战场状况、定位目标、监测核攻击或者生物化学攻击等。
(2)辅助农业生产WSN特别适用于以下方面的生产和科学研究。
例如,大棚种植室内及土壤的温度、湿度、光照监测、珍贵经济作物生长规律分析与测量、葡萄优质育种和生产等,可为农村发展与农民增收带来极大的帮助。
采用WSN 建设农业环境自动监测系统,用一套网络设备完成风、光、水、电、热和农药等的数据采集和环境控制,可有效提高农业集约化生产程度,提高农业生产种植的科学性。
(3)在生态环境监测和预报中的应用在环境监测和预报方面,无线传感器网络可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气情况、家畜和家禽的环境和迁移状况、无线土壤生态学、大面积的地表监测等,可用于行星探测、气象和地理研究、洪水监测等。
基于无线传感器网络,可以通过数种传感器来监测降雨量、河水水位和土壤水分,并依此预测山洪爆发描述生态多样性,从而进行动物栖息地生态监测。
还可以通过跟踪鸟类、小型动物和昆虫进行种群复杂度的研究等。
随着人们对环境的日益关注,环境科学所涉及的范围越来越广泛。
通过传统方式采集原始数据是一件困难的工作。
无线传感器网络为野外随机性的研究数据获取提供了方便,特别是如下几方面:将几百万个传感器散布于森林中,能够为森林火灾地点的判定提供最快的信息;传感器网络能提供遭受化学污染的位置及测定化学污染源,不需要人工冒险进入受污染区;判定降雨情况,为防洪抗旱提供准确信息;实时监测空气污染、水污染以及土壤污染;监测海洋、大气和土壤的成分。
专题_无线传感器网络的关键技术及应用
专题:无线传感器网络的关键技术及应用专|题|导|读从21世纪开始,无线传感器网络(WSN)成为多学科交叉前沿研究热点,引起了世界各国的极大关注。
WSN 融合了传感器、嵌入式计算、交换网络、移动通信和分布式信息处理等技术,它由具有传感器模块、数据处理模块、交换路由模块和无线通信模块等大量传感器节点,通过交换传输组成多跳的自组织、自学习无线通信网络系统,把感知对象的信息发送给控制者。
WSN 已成为一种全新的信息获取、处理、传输和控制系统,并在军事、工业、商业、医疗、灾害预报等领域有着广阔应用前景。
WSN 经历了从智能传感器、无线智能传感器到无线传感器网络的3个发展阶段。
智能传感器将计算能力嵌入到传感器中,使传感器节点不仅具有数据采集能力,而且具有信息处理能力。
无线智能传感器在智能传感器的基础上,增加了无线通信能力。
无线传感器网络将交换网络技术引入到无线智能传感器中,使传感器在感知功能基础上还具备交换信息、协调控制功能,WSN 已成为下一代互联网和通信网的重要组成部分。
中国WSN 研究几乎与发达国家同步启动,国家重点基础研究发展规划(“973”计划)启动“无线传感器网络基础理论与关键技术”项目,国家发改委“中国下一代互联网工程项目”资助WSN 项目,“中国未来20年技术预见研究”提出的157个技术课题中有7项直接涉及WSN ,“国家中长期科学与技术发展规划纲要”中3个信息技术前沿方向,其中两个与WSN 研究相关,“新一代宽带移动通信网”国家重大专项启动“短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化”项目,这些将推进WSN 研究和开发。
本期以“无线传感器网络的关键技术及应用”为专题,从WSN 标准、网络体系、关键技术、设备开发和应用等方面展开研究。
中国科学院软件研究所朱红松和孙利民综述了WSN 在标准发展和关键技术;东南大学胡静和沈连丰讨论了可降低WSN 的能量消耗,提高网络吞吐率的分簇算法;南京邮电大学黄俊杰等利用无线网卡模块实现了网关与无线局域网的连接,可以节约能量资源和减小传输延迟;北京邮电大学李娜等讨论了WSN 的网内信息压缩处理技术;湖南大学林亚平和周四望提出基于小波变换的数据压缩算法;南京大学杨盘隆和陈贵海讨论WSN 与因特网的融合的热点问题,指明了技术难点;上海交通大学朱燕民等介绍了无线车辆WSN 基本概念、体系结构和关键技术;北京交通大学孔勇等认为WSN 适用于成本较低、数据量较少、工作时间较长的应用案例;北京交通大学张宏科等讨论IPv6与WSN 结合的IPv6/WSN ,开发嵌入式IPv6微型协议栈,应用在精准农业生产中。
无线传感器网络安全关键技术研究
01 引言
03 关键技术
目录
02 背景 04 研究现状
05 应用场景
07 结论
目录
06 未来展望 08 参考内容
引言
无线传感器网络(WSN)是一种部署在环境中的大量传感器节点组成的自组 织网络,用于实时监测和收集各种环境参数,如温度、湿度、光照、压力等。随 着技术的不断发展,无线传感器网络在诸多领域的应用越来越广泛,例如智能家 居、工业自动化、农业智能化、环境监测等。然而,随着应用领域的扩大,无线 传感器网络的安全问题也日益凸显。因此,研究无线传感器网络安全关键技术具 有重要意义。
结论与展望
本次演示对无线传感器网络路由安全关键技术进行了深入探讨,并对其原理、 实验方法和结果进行了详细阐述。通过对比和分析实验结果,我们发现这些技术 对于提高无线传感器网络的安全性和可靠性具有重要作用。然而,现有技术仍存 在一些不足之处,如密钥管理的效率和对恶意攻击的检测能力有待进一步提高等。
实验结果与分析
实验结果表明,采用路由加密算法可以有效防止恶意节点对路由信息的窃取 和篡改,提高了网络的安全性;而密钥管理方案则可以在保证密钥安全性的同时, 提高了网络的连通性和可用性;入侵检测技术可以帮助网络及时发现并应对恶意 攻击,降低了网络安全风险。此外,我们还发现现有技术仍存在一些不足之处, 如密钥管理的效率和对恶意攻击的检测能力有待进一步提高等。这为未来的研究 提供了方向和思路。
谢谢观看
2、反劫持
节点劫持是无线传感器网络中一种常见的攻击方式。反劫持技术旨在通过监 测节点的行为和状态,及时发现并纠正被劫持的节点。反劫持技术的研究重点主 要包括节点身份认证和节点行为监测两个方面。在节点身份认证方面,可以通过 建立安全的密钥交换机制、使用数字签名等技术来确保节点的身份真实性。在节 点行为监测方面,可以通过分析节点的通信行为、能量消耗等特征来检测节点的 异常行为。
无线传感器网络的关键技术
传感器网络的关键技术无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点,涉及多学科交叉的研究领域,有非感常多的关键技术有待发现和研究,下面仅列出部分关键技术。
1、网络拓扑控制对于无线的自组织的传感器网络而言,网络拓扑控制具有特别重要的意义。
通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。
所以,拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。
传感器网络拓扑控制目前主要研究的问题是在满足网络覆盖度和连通度的前提下,通过功率控制和骨干网节点的选择,剔除节点之间不必要的无线通信链路,生成一个高效的数据转发的网络拓扑结构。
拓扑控制可以分为节点功率控制和层次型拓扑结构形成两个方面。
功率控制机制调节网络中每个节点的发射功率,在满足网络连通度的前提下,减少节点的发送功率,均衡节点单跳可达的邻居数目;已经提出了COMPOW等统一功率分配算法,LINT/LILT和LMN /LMA等基于节点度数的算法,CBTC、LMST、RNG、DRNG和DLSS等基于邻近图的近似算法。
层次型的拓扑控制利用分簇机制,让一些节点作为簇头节点.由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网,其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块,进入休眠状态以节省能量;目前提出了TopDisc成簇算法,改进的GAF虚拟地理网格分簇算法,以及LEACH和HEED等自组织成簇算法。
除了传统的功率控制和层次型拓扑控制,人们也提出了启发式的节点唤醒和休眠机制。
该机制能够使节点在没有事件发生时设置通信模块为睡眠状态,而在有事件发生时及时自动醒来并唤醒邻居节点,形成数据转发的拓扑结构。
这种机制重点在于解决节点在睡眠状态和活动状态之间的转换问题,不能够独立作为一种拓扑结构控制机制,因此需要与其他拓扑控制算法结合使用。
2.网络协议由于传感器节点的计算能力、存储能力、通信能量以及携带的能量都十分有限,每个节点只能获取局部网络的拓扑信息,其上运行的网络协议也不能太复杂。
无线传感网络关键技术及其应用
无线传感网络关键技术及其应用无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是一种由大规模传感器节点组成的网络,其节点可以感知到环境中的物理或化学变化,并将这些数据传输给中心节点或其他节点,以便进行信息处理或控制操作。
WSN可以应用于很多领域,如环境监测、军事侦察、智能交通等。
WSN在实际应用过程中还需要解决一些关键技术问题。
首先,无线传感节点的能源管理是WSN中的一个重要问题。
由于传感器节点有限的电池容量,需要开发出能够最大化能源利用和延长节点寿命的算法。
对于传感器节点,可以采用低功耗、低速率的处理器和无线传输模块,来降低能耗。
同时,开发基于能源消耗的路由算法,使节点选择最优的传输路径也可以减少能耗。
其次,WSN面临着网络安全问题。
传感器节点不能防范外界的多种攻击,不安全的网络环境会导致节点数据泄漏、节点失效甚至整个网络瘫痪。
因此,开发基于加密、身份认证和访问控制等多层次的安全机制,可以提高WSN的安全性。
最后,传感器节点的位置与部署也是WSN中的关键问题。
节点的部署不当会影响节点之间的通信质量,并且会浪费宝贵的电量和通信资源。
定位是WSN中的一个基本问题,通过定位技术可以有效地解决节点部署问题。
现在广泛使用的定位技术包括GPS、激光测距技术和声纳技术等。
WSN在环境监测、智能交通、自动控制等领域有着广泛的应用。
例如,在农业领域,利用WSN可以实现天气/温度变化的实时监测,从而实现精准灌溉和施肥,提高农业生产效率。
在智能交通管理领域,可以利用WSN实时监控交通流量和道路状况,以便预测交通拥堵情况,优化路线。
总之,WSN的研究有很大的前景和潜力。
能源管理、安全和节点定位是WSN中的三个重要问题。
解决这些问题有助于提高WSN的可靠性、安全性和性能。
无线传感器网络的关键技术
传感器网络的关键技术无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点,涉及多学科交叉的研究领域,有非感常多的关键技术有待发现和研究,下面仅列出部分关键技术。
1、网络拓扑控制对于无线的自组织的传感器网络而言,网络拓扑控制具有特别重要的意义。
通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。
所以,拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。
传感器网络拓扑控制目前主要研究的问题是在满足网络覆盖度和连通度的前提下,通过功率控制和骨干网节点的选择,剔除节点之间不必要的无线通信链路,生成一个高效的数据转发的网络拓扑结构。
拓扑控制可以分为节点功率控制和层次型拓扑结构形成两个方面。
功率控制机制调节网络中每个节点的发射功率,在满足网络连通度的前提下,减少节点的发送功率,均衡节点单跳可达的邻居数目;已经提出了COMPOW等统一功率分配算法,LINT/LILT和LMN /LMA等基于节点度数的算法,CBTC、LMST、RNG、DRNG和DLSS等基于邻近图的近似算法。
层次型的拓扑控制利用分簇机制,让一些节点作为簇头节点.由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网,其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块,进入休眠状态以节省能量;目前提出了TopDisc成簇算法,改进的GAF虚拟地理网格分簇算法,以及LEACH和HEED等自组织成簇算法。
除了传统的功率控制和层次型拓扑控制,人们也提出了启发式的节点唤醒和休眠机制。
该机制能够使节点在没有事件发生时设置通信模块为睡眠状态,而在有事件发生时及时自动醒来并唤醒邻居节点,形成数据转发的拓扑结构。
这种机制重点在于解决节点在睡眠状态和活动状态之间的转换问题,不能够独立作为一种拓扑结构控制机制,因此需要与其他拓扑控制算法结合使用。
2.网络协议由于传感器节点的计算能力、存储能力、通信能量以及携带的能量都十分有限,每个节点只能获取局部网络的拓扑信息,其上运行的网络协议也不能太复杂。
无线传感器网络技术的创新与应用
无线传感器网络技术的创新与应用无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由大量分布式节点组成的网络系统,用于感知、收集和传输环境信息。
随着科技进步和通信技术的发展,无线传感器网络技术在各个领域都得到了广泛的应用和创新,为我们的生活和工作带来了许多便利。
一、无线传感器网络的基本原理和组成无线传感器网络由传感器节点、数据中心和通信网络组成。
传感器节点负责感知环境信息,并将数据传输给数据中心进行处理和存储。
通信网络则负责传输节点之间和节点与数据中心之间的数据。
传感器节点由传感器、微处理器、通信模块和能量供应模块组成,实现对环境的感知和数据传输。
二、无线传感器网络的创新技术无线传感器网络技术在传感器节点的设计、能量管理、数据处理和通信等方面都取得了许多创新。
其中,以下几个技术是最重要的创新:1. 节点能量管理技术:由于传感器节点工作环境多为无人区域,节点能量供应极为重要。
传感器节点的能量管理技术可以通过优化能量消耗,延长节点的寿命。
例如,采用低功耗的传感器和睡眠模式以减少能量消耗。
2. 自适应路由技术:无线传感器网络由于节点数量众多,网络拓扑变化频繁,路由技术对网络的性能至关重要。
自适应路由技术可以根据网络状况选择最优的路由方式,提高通信效率和网络可靠性。
3. 数据处理与分析技术:无线传感器网络产生大量数据,如何高效地处理和分析这些数据是一个挑战。
数据处理与分析技术可以通过压缩、聚合和挖掘等方式减少数据传输量和提取有用信息,进而降低能量消耗和提高网络性能。
4. 安全与隐私保护技术:无线传感器网络中的信息传输易受到安全威胁和隐私侵犯。
安全与隐私保护技术可以通过加密、认证和访问控制等手段,保护网络数据和用户隐私不受到未授权的访问。
三、无线传感器网络的应用领域无线传感器网络技术在各个领域都得到了广泛的应用。
以下是几个应用领域的介绍:1. 环境监测:无线传感器网络可以实时监测环境中的空气质量、水质、温度等信息,为环境保护和调控提供数据支持。
传感器网络技术在无线传感器网络中的应用
传感器网络技术在无线传感器网络中的应用随着科技的不断发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)这一新技术已经成为实现智能化城市和智能制造业的重要基础设施之一。
其中,传感器网络技术的应用是WSN的关键所在。
本文将从传感器网络技术、无线传感器网络的应用以及WSN的未来发展等方面进行详细探讨。
一、传感器网络技术的发展传感器网络技术是指以传感器为基础,通过无线通信技术和计算机等技术手段,采集和处理周围环境信息,并实现对环境进行监测和控制的技术。
传感器网络主要由传感器节点、传感器网络协议、通信网关和应用软件等组成。
在传感器节点中,传感器通过对环境的物理信号进行采集,将数据通过传感器网络协议传输到通信网关,再通过应用软件进行分析和处理,最终实现对环境信息的监测和控制。
传感器网络技术发展至今已经具有较为成熟的技术体系和应用模式。
其最初用于环境监测、地震监测等领域,但随着技术的不断发展和应用场景的多样化,传感器网络技术的应用范围也越来越广泛。
目前,传感器网络技术已经广泛应用于智能城市、智能交通、智能制造等领域。
二、传感器网络技术在无线传感器网络中的应用无线传感器网络(WSN)是指一组分布式传感器节点,这些节点通过无线信道相连,并以无线形式感知和控制环境。
相较于有线传感器网络,WSN更加灵活、易于部署和维护,适用于各种环境下的监测和控制。
在WSN中,传感器网络技术的应用主要包括以下几个方面:1. 环境监测WSN可以实时监测和控制环境,包括温度、湿度、气体等物理参数的监测,也包括水质、水位、水压等环境的监测。
通过对环境数据的采集和处理,可以实现对环境变化的及时响应和控制。
2. 智能交通传感器网络技术对于智能交通的发展至关重要。
通过WSN可以实现对交通流量、车辆速度、道路状况等信息的监测和分析,最终实现对交通的优化和智能化管理。
3. 智能制造通过WSN可以实现对加工机床状态、工厂生产状况等信息的实时监测和控制,最终实现生产过程的智能化管理、生产效率的提高和成本的降低。
浅谈无线传感器网络安全的关键技术
线 传 感 器 网络 的 安 全 问 题 也 逐 渐 成 为 了人 们 关 注 和 研 究 的 判 断标 准 主 要 有 四 个 方 面 ,分 别是 数 据 占 用的 长度 、处 理 所 需
重 点 。
、
时 间 、能 量 的 消 耗 量 大 小和 密码 算 法 的 代 码 的 长 度 。其 中 密 码
1 无线传感器 网络概 念和特 点
1.1 无线 传 感器 网络 概念
无 线 传 感 器 网 络 是 一 种 借 助 无 线 通 信 技 术 将 无 数 传 感 器
节 点 利 用 自 由的 方 式 进 行 组 织 和 结 合 而 构 成 的 网络 形 式 。 其 中传 感 器的 节 点 主 要 有 四 部 分 构 成 :数 据 采 集 单 元 、数 据 处 理 单 元 、数 据 传 输 单 元 和 能 量供 应 单 元 。数 据 采 集 单 元 主 要 用来 采 集 监 测 区 内的 信 息 然后 将 之 进 行 转 换 .例 如 湿 度 、光 强 度 和 大 气压 力等 :数 据 处 理 单 元 主 要 负责 处 理 整 个 节 点 的 路 由协 议 、 定 位 装 置 和 管 理 任 务 等 ; 数 据 传 输 单 位 主 要 负责 无 线 通 信 .交流 消 息 以及 发 送 接 收 采 集 到 的数 据 信 息 :能 量供 应 单 元 为 了减 少传 感 器 节 点 占用 的 面 积 ,采 用 了微 型 电池 的 组 成 方 式 。无线 传 感 器 网络 中 的 节 点 主要 有 两 种 ,分 别 是 汇 聚 节 点和 传 感 器 节 点 汇 聚 节 点 。即 网 关可 以通 过 从 传 感 器 节 点 中错 误 或 有 异 常 的 报 告 数 据 剔 除 出来 ,再 结 合 相 关报 告 将 数 据 进 行 融 合 ,进 而判 断 所发 生 的 事 件 。汇 聚 节 点 和 用 户 节点 进 行 连 接 可 以直 接 通 信 或 者 借 助 广 域 网络 .再 处 理 收 集 到 的 数 据 。
无线传感器网络的关键技术探讨
无线传感器网络的关键技术探讨无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种通过部署大量分布式传感器节点实现信息采集、处理和传输的网络系统。
它在环境感知、物体追踪、数据监测等领域具有广泛的应用前景。
然而,要构建一个稳定可靠、具有较长寿命的无线传感器网络,涉及到一系列关键技术。
本文将探讨无线传感器网络的关键技术,包括传感器节点的能量管理、网络拓扑控制以及数据传输与处理。
一、传感器节点的能量管理传感器节点的能量管理是无线传感器网络中至关重要的技术之一。
传感器节点通常由能源有限的电池供电,因此有效地管理能量,延长网络寿命是一个重要的目标。
1. 能量感知与节能策略传感器节点需要通过感知环境来采集数据,但传感器的感知过程耗费能量较大。
因此,研究者提出了一系列的节能策略。
例如,节点可以根据环境的变化自适应调整感知频率,降低能耗。
另外,研究人员还开发了一些能量收集技术,如利用太阳能、振动能等,以增加节点的能量供给。
2. 路由优化与能量均衡在无线传感器网络中,节点之间通过多跳传输将数据传输到目的地。
优化路由选择和能量均衡是降低网络能耗的有效手段。
通过合理选择路由路径和节点之间的转发关系,可以减少能量消耗,提高整个网络的性能。
另外,节点能量的均衡分配也是一项重要的研究内容,可以避免一些节点能量过早耗尽,导致网络失效。
二、网络拓扑控制无线传感器网络的拓扑结构直接影响网络的性能和可靠性。
拓扑控制技术旨在构建一个稳定、高效的网络拓扑,并解决拓扑变化带来的问题。
1. 节点部署与定位节点的部署和定位是构建合理拓扑结构的基础。
合理的部署方案可以提高网络的覆盖率和感知能力。
同时,准确的节点定位可以提供位置信息,为后续的数据处理和应用提供支持。
目前,有依靠GPS等全球定位系统的定位方法,也有基于信号强度和时间差来实现节点定位的方法。
2. 拓扑维护与自组织网络由于外部环境的变动、节点能量耗尽等原因,无线传感器网络中的拓扑结构会发生变化。
无线传感器网络关键技术研究
无线传感器网络关键技术研究无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是指由大量无线传感器节点(Sensor Node)组成的网络,每个节点由处理器、存储器、传感器和无线通讯装置组成。
它可以对环境、物理量、动态过程等进行实时监测和检测,并将数据通过网络发送到数据处理中心,实现对目标区域的全面监测。
本文将从几个关键技术方面论述WSN的研究进展。
一、传感器芯片技术WSN中最重要的技术之一就是传感器芯片技术。
现有的传感器芯片由于功耗、芯片面积、性能等方面的限制,使得WSN节点的设计和实现面临很大的挑战。
解决这个问题的方法之一是采用新型的传感器芯片技术,如计算和存储能力更高的嵌入式处理器和高效率的射频芯片,如果可以采用更低功耗的传感器芯片技术,则可以改善WSN节点的性能和使用寿命。
二、节点功耗管理技术WSN中每个节点处理器、存储器等硬件设施都是有功耗的。
由于WSN节点的数量一般都很大,如何最大程度地减少节点功耗,是WSN设计的一个重要问题。
功率管理技术是解决这个问题的一个重要途径。
动态功耗管理技术和节能技术的结合可以有效地降低节点的功耗。
如:节点休眠、局部处理、运用透明的低功耗模式等技术,都可以大大节约节点的功耗。
三、自组织网络技术WSN中由于节点数量庞大,节点分散,热点位置不固定等问题,需要采用自组织技术进行节点的组织和管理。
基于区域的贪心算法和分层算法是最常用的WSN自组织技术,此外,具有对等节点结构的无中心网络是具有较高自适应性、鲁棒性的网络。
在WSN中,采用无线信号连接的邻居节点已经成为了自组织的基础。
四、网络协议技术WSN中协议的设计在网络性能方面起着重要作用。
协议可以影响节点的通讯方式、功耗、数据传输和数据处理方式等方面,因此,什么样的协议适用于WSN具有重要的研究价值。
目前常用的协议包括:MAC、路由选择、数据传输协议等。
MAC是一种以时间分配和随机接入的混合协议,它在不同的性能需求下有不同的调节机制。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
无线传感网络关键技术和应用分析陕西师范大学计算机科学学院王萌 291773Abstract:Wireless sensor network technology is typical of a cross-disciplinary nature of dual-use strategy for high-tech, GF can be widely used in military, national security, environmental sciences, traffic management, disaster forecast, health care, manufacturing, construction and other city information area. It is the study of information science and automation technology is a hot issue. There are significant prospects. In this paper, the characteristics of wireless sensor networks, structure, and the application of the corresponding analysis, seeks to consolidate its gains in the learning process and some ideas.Keywords:Wireless sensor networks;Sensors;ZigBee;Distributed Systems摘要:无线传感网络技术是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技术,可以广泛应用于GF军事、国家安全、环境科学、交通管理、灾害预测、医疗卫生、制造业、城市信息化建设等领域。
它是目前信息科学和自动化技术研究的一个热点问题。
有极大地应用前景。
本文就无线传感网络的特点,结构,以及应用进行了相应的分析,旨在综合自己学习过程中的收获和一些想法。
关键词:无线传感网络(wsn);传感器;ZigBee;分布式系统1 概述1.1 无线传感网络简介无线传感网络(wsn)是信息采集,信息传输,信息处理于一体的综合智能信息系统。
它综合了微电子技术,嵌入式计算技术,现代网络及无线通信技术,分布式信息处理技术等先进的技术,能够协同的实时监测,感知和采集网络覆盖区域中各种环境或检测对象的信息,并对其进行处理,处理后的信息经过无线方式发送出去,并以自组多跳的网络方式传送给观察者。
1.2 无线传感网络的特点无线传感网络是无线网络和数据网络的结合,于以往的计算机网络相比,它更多的是以通信为中心。
(1)基于应用的网络在各种传感技术,计算处理技术及通信技术的结合下,无线传感网络可以应用于各个领域。
于传统网络“以一适全”模式不同的是,针对不同的应用。
无线传感网络需要调整自身的配置,如根据不同的应用使用不用的数据融合,节点密度,自适应协议等具体配置。
(2)硬件资源的有限性节点往往受到价格,体积,功能的限制,其计算能力不可能很强,很全面,能运行的程序的大小以及内存空间都不可能与普通计算机相提并论,所以这就决定了无线传感网络的节点设计不能太复杂,必须综合各个方面的考虑,用最节省的方式实现自己需要的功能,还有就是协议的层次不能像普通网络一样那么细致,需以满足功能要求为前提。
(3)网络的自组织,自维护传感器节点可以通过随机撒播自组织成网络,从而形成大面积的监控区域,且用adhoc方式进行自我配置,必须能够自己组网。
任一时刻,每个传感器的节点中运行的算法都能计算出该节点和服务器之间的跳数,并判断出哪一个相邻节点能提供出最有效率的路由。
而且由于传感器节点自身的特点,失效,损坏的情况不可避免,加上检测对象自身可能发生的变化,都会影响到即成网络的拓扑结构,所以要求网络需要有维护动态路由的功能,从而保证网络部分特征发生变化,计算和传输仍能进行。
(4)电池能量的有限网络节点由电池供电,但电池的容量一般都不是很大。
而且由于无线传感节点往往撒播在山林,湖泊等人不易进出的恶劣环境中,所以更换电池就不可能,一旦电池用完,这个节点也就随之失去作用,因此在无线传感网络的设计中,任何技术和协议必须要以节能为前提。
(5)以数据为中心在无线传感网络中,能源消耗最大的过程是通信过程,因为在有限的能源内,不可能传输大量的信息,所以要求在保证通信质量的前提下,尽可能的减少信息传输量,再者,用户关心的是目标的信息,而不在意具体是哪个节点传来的,所以无线传感网络的设计需集中在对数据的管理和处理上来。
2 无线传感网络的关键技术2.1 网络的自组织和自我管理由于应用环境的限制,无线传感网络必须是自我部署的,无线传感网络采用的无线组网的方式是自组织的,传感节点被放入检测区域后,开始启动自身功能搜集信息,并把这些信息发于邻接节点进行联系,然后把其周围的链接信息都发回给sink节点或者基站,基站把从各个节点收回的信息进行分析汇总,从而制定出整个网络的拓扑结构等信息。
无线传感网络拓扑一般有三种形式:基于簇的方式;基于网的平面结构;基于链的栈结构。
这三种结构各有利弊,需在具体的应用中灵活选取,网络自组织的方式要求要尽可能的使能量的效用最大化,合理地分配任务,有效延展网络的寿命,当发生节点失效的时候,可以产生新的拓扑结构,还有就是簇头选取的问题,当一个老的簇头生命周期结束的时候,要能自发的选取出新的簇头节点来。
2.2 节点软硬件系统集成无线传感网络的每一个节点都是一个嵌入式系统,它包括微处理器,存储单元,传感器,无线收发模块和电源等。
所以如何要把这些器件集中在一个小的无线传感节点中就是一个很大的问题。
近些年来,随着芯片技术的发展,Soc(system on chip)已经可以做到,同时采用MEMS等加工技术可以把传感器等信息采集单元也嵌入其中。
无线传感的电源问题是急需解决的,一般的无线传感节点都采取电池供电,电量有限,所以选择的相关器件如无线收发模块和微处理模块都是需要耗电量小的,而且还要有节能功能:比如休眠模式,等待模式等,以便在不工作的时候消耗较低的电量。
最后就是这些功能要通过操作系统来集成,现在最经常用到得操作系统有uC-OS-2和嵌入式linux等嵌入式操作系统,这些操作系统都有如下特点:内核小,占有资源少;采用模块化结构,可配置,可裁剪。
同时也可以开发自己专门的操作系统,像UCBerkeley就专门针对无线传感网络的特点而设计,开发了TinyOS操作系统,它可以大大提高功效,提供无线传感网络整体的性能。
2.3 相关的网络协议无线传感网络的各个节点要进行通信,通常采用无线射频的方式进行连接,由于无线节点能量有限,信道贷款小,传输距离短等特点,所有还有一些相关的工作要考虑。
无线传感的网络协议的堆栈结构和通常我们平时接触到得网络结构大致相同,也分为5个层次:物理层,数据链路层,网络层,传输层和应用层。
而且一般对网络结构的研究,不同的学者也有不同的研究侧重,有的从能量的角度对物理层进行研究,而有的则对MAC层进行研究,不尽相同。
无线传感器网络的结构如下图所示。
在无线传感网络研究的初期,一般认为应用成熟的Internet技术和Ad-hoc路由机制就可以对无线传感网络进行比较完备充分的设计,可随着研究的深入,事实并非如此。
因为传感器网络和传统的网络在职能上有很大的差别,前者是以数据为中心的,而后者则以传输数据为中心。
传统网络中,数据的处理往往边缘终端化,就是说中间的网络节点是不需要用来处理数据的,只负责转发信息,但是放在传感器网络中,这种思路未必是最好的。
还有一些ad-hoc自组织网络的协议和结构未必适合无线传感器网络的特点和要求,比如节点标示就不是那么重要,因为无线传感器网络不关心具体的某个点,再就是中间节点是有功能需求的,所以中间节点的数据处理,融合,和缓存就很重要了。
在无线传感器网络中,节点的密度比较大,相邻节点的距离比较短,低功耗的多跳传输模式也节省了功耗,同时增加了通信的隐蔽性,也避免了长距离的无线通信引起的可能的干扰。
因为无线传感器网络的特殊性,所以在路由选择上也必须有新的研究和突破。
2.4 能源管理无线传感器网络节点由有限的电池供电,所以基于能源的计算尤为重要,在这个系统中,从程序运行的方式到数据通信的方式,都要达到节约成本和功耗的要求,所以不管是节点本身还是通信协议都需要有不同的运行模式,以适应其合理的在工作和休眠之间的转换的需要。
通过在系统软件体系,包括操作系统,应用层以及网络层协议,增加能源有效性的设计理念,能大大延长传感网络的生命周期。
载波侦听多点接入(CSMA)在自组织传感器网络中最为常用。
这主要是因为它易实现,更重要的是它可以提高整个网络的信道复用率。
带有应答握手信号的循环冗余校验等通用错误检测技术在无线传感网络中有较好应用,将数据链路层应答(点对点)和网络层应答(端对端)灵活的集合起来,既可以达到性能的要求,也同时可达到对功耗的要求。
2.5节点定位技术在无线传感器网络中,测试者往往是需要根据得到的数据从而到取得这个数据的地点去调查研究,所以节点需配合它的位置信息才有意义。
而且节点的位置还可以用于提高路由效率,为网络提供命名空间,向部署者提供网络的覆盖质量,实现网络的负载均衡和网络拓扑的自配置。
当前算法的一些问题是网络形成阶段,各节点如何生成自己的空间坐标。
当网络以一个未知的拓扑配置好的时候,位置信息时未知的。
GPS技术是应用最为广泛的一种绝对位置定位技术,可是由于成本,功耗,扩展性的问题不可能广泛使用。
传感器网络节点之间的识别不应该借助外界的力量,而应该自身来解决。
一般采用的方法是5%和10%的节点带有定位系统,通过预先的配置或者通过GPS得知自身位置信息而作为专用定标节点,其他节点利用定标节点的绝对位置通过各种定位技术推得自身的绝对位置。
无线传感网络实现节点定位的基本思想是通过测量射频信号强度,到达的角度,到达的时间等,综合而得到的。
目前就是主要研究的问题是怎么撒放定位节点能取得更好的效果以及怎么估算临近两个节点之间的距离。
2.6 无线传感网络的安全问题网络安全是网络研究中一个很重要的部分,由于黑客,病毒等各种因素,网络安全不仅仅是一个网络问题,现在更是一个社会问题。
无线传感网络由于其传输介质殊性,所以安全问题更显得尤为重要。
例如802.11无线协议就存在严重的安全漏洞。
黑客可以通过PDA设备来中断整个企业的无线网络。
目前的无线传感器网络安全研究有:物理层的高效加密算法,数据链路层抗DoS攻击的安全MAC协议,网络层的安全路由协议以及运用层的密钥管理和安全组播方式等等。