无线传感器网络的关键技术
无线传感器网络题
《无线传感器网络》一、填空题(每题4分，共计40分）1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者)传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信2.常见的同步机制:RBS(Reference Broadcast Synchronization)，Ting/Mini-Sync和TPSN（Timing—sync Protocol for Sensor Networks）3.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术4.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩散阶段、梯度建立阶段、数据传播阶段、路径加强阶段5.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术6.IEEE 802。
15.4标准主要包括:物理层、介质访问控制层7.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成8.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测9.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHz 、915MHz、2。
4GHz、5GHz10.传感器网络的电源节能方法：休眠(技术)机制、数据融合11.传感器网络的安全问题：（1）机密性问题 (2) 点到点的消息认证问题 (3) 完整性鉴别问题12.基于竞争的MAC协议S-MAC协议 T—MAC协议 Sift协议13.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成14.故障修复的方法基于连接的修复基于覆盖的修复15.基于查询的路由定向扩散路由谣传路由二、问答题（每题10分，共计60分）1.简述无线传感器网络系统工作过程，传感器节点的组成和功能.无线传感器网络(WSN）是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
无线传感器网络知识点归纳
一、无线传感器网络的概述1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网络的体系构造示意图，组成局部〔P1-2〕定义：无线传感器网络〔wireless sensor network, WSN〕是由部署在监测区域内大量的本钱很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观看者或者用户另一种定义：无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络掩盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户三要素：传感器，感知对象和观看者任务：利用传感器节点来监测节点四周的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置承受多跳路由的方式将数据发送给会聚节点，再通过会聚节点将数据传送到用户端，从而到达对目标区域的监测体系构造示意图：组成局部：传感器节点、会聚节点、网关节点和基站2、无线传感器网络的特点〔P2-4〕（1）大规模性且具有自适应性（2）无中心和自组织（3）网络动态性强（4）以数据为中心的网络（5）应用相关性3、无线传感器网络节点的硬件组成构造〔P4-6〕无线传感器节点的硬件局部一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供给模块4 局部组成。
4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow 公司的Mica 系列节点〔Mica2、Telosb〕的硬件组成〔P6〕5、无线传感器网络的协议栈体系构造〔P7〕1.各层协议的功能应用层：主要任务是猎取数据并进展初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件传输层：负责数据流的传输掌握网络层：主要负责路由生成与路由选择数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和过失掌握物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能2.治理平台的功能（1）能量治理平台治理传感器节点如何使用能源。
无线传感器网络关键技术及其仿真平台分析
由于 无 线传 感 器 网 络 ＷＳ Ｗｉ ｌｓ ｅ ｓｒ Ｎ ｔ ｏｋ ） Ｎ（ ｒ ｅｓＳ ｎｏ ｅｗ ｒｓｔ ｅ
仿 真 技 术 。 目前 现 有 的 模 拟 仿 真 技 术网 以 及 节 点 的 微 型 性 、 成 本 、 功 耗 移 低 低 等综 合 特性 ， 因此 对 其 的 研 究 已 成 为 热 点 。ＷＳ 由大 量 Ｎ
真研 究 的发展 。 关 键 词 ：无 线 传 感 器 网 络 ； 真 平 台 ； 估 指 标 仿 评
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ３ Ｐ ９ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ａｎ ｌ ｓｓ ｎｄ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｏ ａ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｆ ｗｉｅ ｅ ｓ ａｙ ｉ ａ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｐ ｖ ｔ ｌ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｉ ｌｔｏ ｏ ｒ ｌ ｓ
的 同 构 或 异 构 节 点 组 成 ， 它 们 能 够 协 作 地 进 行 实 时 监
真 上 存 在 不 少 问 题 。 此 ， 文 在 阐 述 ＷＳ 的 良 好 节 点 因 本 Ｎ
模 型 、 构 框 架 及 设 计 、 由协 议 、 统 实 现 等 方 向 ， 结 路 系 并
根 据 ＷＳ 的 技 术 特 点 对 主 流 仿 真 环 境 进 行 系 统 分 析 Ｎ
ｓ ｎ ｏ ｎｅ Ⅳｏ ｋ ｅ ｓ ｒ ｒｓ
ＪＡ Ｇ Ｑ ｎ ｈ ｎ ， ＡＯ ｅｇ ， Ｉ Ｎ ｉｇ Ｃ ｅ Ｇ Ｆ ｎ
（．ｈｊ ｎ Ｆｒｓ ｙ ｎｖｒｉ Ｌｎａ １３ ０， ｈｎ ２Ｚ ｅａ ｇ Ｕ ｉ ｒｉ ｏ ｅｈ ｏ ｇ Ｈａｇｈｕ １０ ２， ｈｎ １ １Ｚ ｅ ａｇ ｏｅｔ Ｕ ｉ ｓｙ， ｉ ｎ ３ １０ Ｃ ｉ ｉ ｒ ｅ ｔ ａ； ．ｈｊ ｎ ｎｖ ｓｙ ｆＴ ｃ ｎ ｌ ｙ， ｎｚｏ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ｉ ｅ ｔ ｏ
医疗护理无线传感器网络系统关键技术
医疗护理无线传感器网络系统中涉及患者隐私和 医疗数据安全，需要采用加密技术、身份认证技 术等手段，确保数据传输和存储的安全性。
数据融合技术
在多个传感器节点采集数据的情况下，采用数据 融合技术对数据进行处理，降低数据冗余度，提 高数据的质量和可靠性。
可靠传输技术
医疗护理场景中，数据的可靠性对诊断和治疗至 关重要。因此，需要采用可靠的传输技术，如重 传机制、数据包校验等，确保数据在无线传输过 程中的准确性和完整性。
数据加密与安全传输
采用加密算法对数据进行加密处理，确保医疗数据在传输过程中的安 全性。同时，实现数据的完整性和真实性验证，防止数据被篡改。
03
系统架构与关键技术解 决方案
医疗护理无线传感器网络系统的架构设计
分布式架构
医疗护理无线传感器网络系统通常采用分布式架构，由多个传感器节点组成，每个节点具 备独立的数据采集和处理能力，能够实现数据的并行采集和处理，提高系统效率和可靠性 。
04
应用实例与未来展望
医疗护理无线传感器网络系统的应用实例
体温监测
利用无线传感器网络系统，实现对患者体温的实时监测， 并将数据传输至医疗中心，以便医护人员及时了解患者的 体温变化情况。
血压监测
将无线传感器节点部署在患者的身体部位，实时监测患者 的血压数据，并通过无线网络将数据发送至医疗数据中心 进行分析和处理。
拓展应用场景
目前医疗护理无线传感器网络系统主要应用于监测领域，未来可以进一步拓展 其在诊断、治疗、康复等领域的应用。例如，利用无线传感器网络实现远程诊 断和治疗，提高医疗服务的便捷性和普及性。
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03
康复训练
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。
无线传感器网络安全技术
无线传感器网络安全技术无线传感器网络（WSN）是由许多相互连接的无线传感器节点组成的网络。
WSN被广泛应用于各种领域，如环境监测、智能交通系统和军事监视。
由于WSN中的节点通常被部署在无人区域或敌对环境中，因此其安全性成为重要的考虑因素。
以下是一些常见的无线传感器网络安全技术：1. 身份验证和密钥管理：在WSN中，每个节点都应该有一个唯一的身份标识，并且身份验证机制应该被用于确保只有授权的节点能够加入网络。
另外，有效的密钥管理是保证网络通信安全的关键。
密钥应定期更新，并使用安全的协议进行分发和存储。
2. 加密和数据完整性：为了保护传输数据的机密性和完整性，数据应该使用加密算法进行加密，并添加一些错误检测和纠正码来确保数据在传输过程中没有被篡改。
3. 路由安全：在WSN中，节点之间的通信通常通过多跳路由传输。
路由安全机制应用于确保传输的数据不会被非授权节点截获或篡改。
一些常见的路由安全技术包括数据包签名、信任管理和安全路由协议。
4. 防止恶意攻击：由于WSN中的节点通常被部署在易受攻击的环境中，防止恶意攻击变得至关重要。
一些常见的恶意攻击包括拒绝服务攻击、节点伪装和数据篡改。
为了防止这些攻击，可以使用入侵检测系统和认证机制。
5. 能源管理：WSN中的节点通常由有限的能源供应。
为了延长网络的寿命，需要实施能源管理机制，以尽量减少节点的能源消耗。
一些常见的能源管理技术包括分簇和睡眠调度。
综上所述，无线传感器网络安全技术涵盖了身份认证、密钥管理、加密、数据完整性、路由安全、防止恶意攻击和能源管理等方面。
通过采用综合的安全措施，可以有效地保护无线传感器网络免受潜在的威胁。
论无线传感器网络的关键技术
一
６ — ０ຫໍສະໝຸດ 科 辔商 黄耀欣信 息 产业 Ｉ ｌＩ
李 连欢 张 鲁
论 无线传感器 网络 的关键 技术
（６ ４部 队 ， 疆 新 源 ８５ ０ ） ８６ 新 ３ ８７
摘 要： 结合 无 线 传 感 器 网络 的发 展 趋 势 ， 类研 究 了无 线 传 感 器 网络 的 关键 技 术 ， 详 细 介 绍 了其特 点 和 分 类 。 分 并 关键词： 无线传感器 网络 ； 由协议 ； 路 密钥管理； 认证技术
自 １８ 年“ ９ ８ 普及计算” 的思想提出以来 ， 计 术应具 有一定 的容错能力以及能够基于局部信 心问题 ， 根据著名 密码学专家 Ｍ ｎｚｓ ｅｅ 的定义 ， ｅ 算、 通信 和传感器三项技术的交叉应用 日趋紧 息进行链 路检测 和路径恢复。 它是 网络中的一方根据某种协 议确认另一方身 ２密钥管理 份 的过程 ， 为网络 的接人提供安全准入 机制 ， 可 密。直至 ２ 世纪 ， １ 这三大技术已经成为了信息 产业 的三大支柱 ，而今无线传感器网络就是 这 由于无线传感器 网络所 具有 的特殊 性质 ， 以说是 ＷＳ Ｎ网络安全的第一道屏障 ； 而信息认 三项 技 术 相 结合 的产 物 。无 线 传 感 器 网 络 因此必须考虑其安全特性 ， 这样才能建立一个 证则主要是确认信息源 的合法身份以及保证信 （ ｒｌｓ ｅ ｓｒＮ ｔｏｋ ， Ｎ） 由 部 署 在 安全的无线传感器网络。一种 比较完善的无线 息的完整性 ， Ｗｉ ｅｓＳ ｎｏ ｅｗ ｒｓＷＳ 是 ｅ 防止非法节点发送 ， 伪造和窜改信 感知区域 内的大量廉价微型传感器节点，通过 传感器 网络安全解决方案应 当具备 以下特征［ 息。 ３ １ ： 由于传感器节点在计算能力 、 存储能力 以及 无线通信方式形成的一个多跳的 自组织 网络系 （） １可用性。 能量等方 面的限制 ，传统网络的认证机制并不 统。 网络 中的传感器节点协作地感知、 采集和处 可用性是指网络服务对用户而言必须是可 能直接应用于 ＷＳ Ｎ。 理网络覆盖区域中感知对象的信 息 ， 并将 收集 用 的， 即使受到攻击 ， 节点仍然能在必要的时候 （） １实体认证 。 在网络层 ， 为了让具有合法身份的用户加人 到网络而 的数据传送给观察者。这种传感 器网络可以快 提供有效 的服务。可用性涉及多层 ： 速组网并实时感应 、采集 预先设定 的各种有用 攻击者 可以删 除会话级安全信道 中的加密 ； 在 有效地 阻止非法用户的加人 ，在无线传感器网 信息 ，使得人们在更大 范围内感知和观察客观 应用层 ， 密钥管理服务也可能受到威胁。 拒绝服 络中必须采用实体认证机制 ，以确定用户身份 世 界， 扩展信息获取 的能力成 为可 能。因此 ， 无 务可以在各个层进行 ，使节点无法获得所需 的 的合法性 。目前 的实体认证协 议主要是在公钥 线传感器 网络逐渐成为 学术 研究的热点 问题。 正常服务。 同时可用性还涉及到能源问题 ， 一旦 算 法和秘 密共享 这 两种方 法的基础 上提 出来 针对无线传感器网络进行 了深人研究 ，就其关 没有能源 ， 节点将完全瘫痪 为了节省能源， 通 的 。 键技术与同行探讨交流 。 常会考虑让节点在空 闲的时候处于 睡眠状态 ， （） ２ 信息认证 。 在大型无线传感器 网络 中，传感器节点要 １ 路 由 协议 而在必要 时将其唤醒。攻击者可以通过某种合 在无线传感器 网络 中，路 由协议负责将消 法的方式 与节点交互 ， 使其始终处 于通信状态 ， 将感知信息传 输给 目的节点 ，由于两节点间距 息从源节点通过 网络转发 到目的节点 ，它主要 目的是 消耗节点 的有限能源 ，这种攻击称为剥 离较远 ，通信更 多的是采用节点间的多跳路由 在传统 网络的信息认 证中 ， 通常采用的是 完成两方 面的功 能：寻找源节点和 目标节点间 夺睡眠攻击 ，与其他攻击相比这种攻击可能更 方式 。 的优化路径 ；将消息沿着优化路径进行 逐跳转 为致命 。因此需要通过认证机制来确保端对端 两通信端共享 一个密钥 ，或者采用公钥 加密算 发。 由于无线传感器 网络有其 自身 的特点 ， 使得 通信 的合法性。 法 的方法对源端 的信息进行认证。但在无线传 它的通信 与当前 一般 网络的通信 以及无线 Ａ ｄ （） 密性。 ２机 感器网络中不可 能任意两节点之间都共享一个 ｈｃ网络中的通信有着很 大的 区别 ，也使无线 ｏ 在许多应用（ 特别是军事 、 商业等 ） ， 中 节点 相 同的密钥 ，同时 节点间也不能采用 高能耗 的 传感器网络 中的路 由协议设计面临挑战。 之 问传递的是高度敏感 的数据 ， 因此 ， 一个安全 公钥加密算法 ，因此这给 ＷＳ 多跳通信下认 Ｎ 在无线传感器网络中设计使 用的路 由协议 的传感器网络不会 泄漏任何敏感 的信息。解决 证机制 的实施带来了新的挑战。 具有以下特点 ： 数据机密性最常用 的方法是使用通信双方共 享 ４结论 由于无线传感器 网络是一 门新兴技 术 ， 国 （） １均衡能量消耗。 的会话密钥来加 密待传递 的信息 。 无线传感器网络中的路由技 术主要考虑如 （ ） 整性。 ３完 际上关 于该领域 的研究均处于兴起 阶段 ，尤其 何延长网络的生存 周期 ，如何减少节点 的能量 完整性是指保证信息在发送的过程 中不会 是关键技术的研究与实现。紧跟无线传感器网 消耗 以及网络能量 均衡使 用等问题 。 因此 ， 由 中断 ， 路 且保证节点接收的信息与发送 的信息完 络发展 的趋势 ，分类研究 了无线传感器 网络的 协议必须简单易实现 ，低 功耗设计也是研究者 全 一 致 。 果 没 有 完整 性 保 护 ， 如 网络 中 的 恶意 攻 安全技术 ， 详细介绍了关键技术 的特点和分类 。 参 考 文 献 需 要 重 点 考 虑 的方 面 。 击或无线信道 的干扰都可能使信息 遭到破坏 ， （） ２ 基于局部拓扑信 息。 从而变得无效 。 … 孙 利 民， 建 中， 李 陈渝 ， 无线 传感器 网络 等． （） 可否认性。 ４不 无线传感器 网络为 了节省通信能量 ，通常 Ｉ ． Ｍ１ 北京： 清华大学出版社 ，０ ５ ２ｏ． 不可否认性用来确保一个 节点不能否认它 【】 ２无线传感器网络 多播路 由技 术研 究［ Ｊ Ｉ－ ）上海： 采用多跳通信模式 ，同时 由于存储资源和计算 资源的有限性 ， 使得节点无法存储大量的路由 已发出的信息 。它对检查和排除被捕获 的节点 复旦 大学，０６ ２０ ． 当节点 Ａ接收来 自被捕获节 【］ｓｆ Ｄ， Ｇ ｖｎ ａ Ｒ， Ｈｅ ｅ ａ ｎ Ｓ 信息 ， 不能进行太复杂 的路 由计算 。 在节点只能 具有重要的意义 ， ３Ｅｔｎ ｉ ｏ ｉｄｎ ｉ ｍ ｎ Ｊ ． ｄ ｘ ｎｕ ｙ ｈ ｌ ｇ ｓ Ｓ ａ ａ ｌ ｅ ｏ ｄ ｎ ｔ 获取局部拓扑信 息的前提下 ，实现简单且能量 点 Ｂ的错 误信 息后 ， 不可否认性 保证节点 Ａ能 Ｎｅ ｔ Ｃｅ ｔ ｒ Ｃ ａ ｌ ｎ ｅ ： ｃ ｌ ｂ ｅ Ｃｏ ｒ ｉ ａ ｅ 高效的路 由技术是研究的一个基本问题 。 够利用该信息告知其它节点 Ｂ已被捕获。 ｉ Ｓｎｏ ｅｗ ｒ 【】ｒｃｅ ｉｇ ｏ ｈ ５ｈ ｎ ｅ ｓｒ Ｎ ｔｏｋ Ｚ． ｏｅｄｎｓ ｆ ｔｅ ｔ Ｐ ａｌ ｌ ｌ ｌ ｌ ＡＣＭ／ＥＥＥ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌ ｎａ １ Ｉ ｔ ｍａ ｉ ａ Ｃｏ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｏ ｎ ｅ ｅ ｃ Ｏｌ （） ３ 可扩展性 。 （） 棒性 。 ５鲁 传感器 网络一般配 置在恶劣环境 、无人区 Ｍｏ ｉ Ｃ ｍｐ ｔｎ ａ ｄ ｂｌ ｅ ｏ ｕ ｉ ｇ ｎ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｎ ， ９ ９： ６ ｔ ｒ ｉ ｇ １ ９ ２ ３— 无线传感器 网络的部署方式和规模 与传统 网络不同 ， 存在节点失效 ， 新节点加入以及节点 域或敌方阵地中 ， 环境条件 、 现实威胁和当前任 ２ ０ ７． 移动等问题 。这些都会造成网络拓扑结 构发生 务具有很大的不 确定性 。这要求传感器节点能 变化。 在节点 只能使用分布式策略建 立路由时 ， 够灵活地加入或撤除，因而安全解决方 案应当 还必须要求路 由技术具有可扩展 性，能适应 网 具有鲁棒性和 自适应性 ，能够随着应用背景的 络结构 的变化 。 变化而灵活拓展 ，为所有可能的应用环境和条 （） ４ 鲁棒性 。 件提供安全解决方案 。 ３认 证 技 术 节点能量耗尽或者由于环境 因素造成传感 器节点的失效、周 围环境影 响无线链路的通信 认 证是 刚络安全中的重要问题，它分为实 质量 以及无线链路本身的缺陷等 ，要求路 由技 体认证和信 息认证 。实体认证是按人控制 的中
《无线传感器网络》课件
能耗问题
总结词
无线传感器网络的能耗问题是制约其发展的 关键因素之一。
详细描述
由于无线传感器网络中的节点通常由电池供 电，而电池寿命有限，因此如何降低能耗， 延长节点寿命是亟待解决的问题。此外，在 某些应用场景中，频繁更换电池或充电会给
维护带来困难和成本增加。
标准化问题
总结词
无线传感器网络的标准化问题涉及到不同厂商和应用 的互操作性问题。
开发工具包括硬件开发工具和软件 开发工具，硬件开发工具用于开发 传感器节点硬件电路板，软件开发 工具用于编写、调试和测试应用程 序代码。
03
无线传感器网络的通信协议
MAC协议
信道分配
MAC协议负责无线信道的分配，确保节点 间的通信不会发生冲突。
能量效率
MAC协议应考虑能量效率，避免过多的空 闲监听和数据重传。
动态环境适应性
路由协议应能适应网络拓扑的变化和 节点的动态加入/离开。
能量感知协议
能量管理
能量感知协议旨在有效地管理节点的能量，延长网络的生命周期。
节能技术
采用诸如功率控制、休眠机制等节能技术来降低能耗。
负载均衡
通过均衡节点的负载来降低能耗，避免某些节点过早耗尽能量。
能量预测
利用历史数据预测节点的剩余能量，优化路由和任务分配。
06
无线传感器网络的挑战与展望
安全性问题
总结词
无线传感器网络面临多种安全威胁，如数据 窃取、恶意攻击、篡改等。
详细描述
由于无线传感器网络中的节点通常部署在无 人值守的环境中，因此容易受到攻击者的窃 听、干扰和恶意篡改。攻击者可能通过截获 节点间的通信数据，获取敏感信息，或者对 网络进行破坏，导致网络瘫痪或数据传输错 误。
无线传感器网络与RFID技术复习题
无线传感器网络与RFID技术复习题一、填空题1、传感器网络的三个根本要素：传感器、感知对象、观察者〔用户〕。
2、无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。
3、无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络。
4、无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络平安、应用层技术等。
5、传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供给模块四局部组成。
6、无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、传感模块、计算模块、存储模块和电源模块。
7、传感器网络的支撑技术包括：时间同步、定位技术、数据融合、能量管理、平安机制。
8、传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。
9、传感器节点的能耗主要集中在通信模块。
10、当前传感器网络应用最广的两种通信协议是：zigbee、。
11、ZigBee主要界定了网络、平安和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑构造：星型(Star)构造、网状〔Mesh〕构造、簇树型〔Cluster Tree〕构造。
12、根据对传感器数据的操作级别，可将数据融合技术分为以下三类：特征级融合、数据级融合、决策级融合。
13、信道可以从侠义和广义两方面理解，侠义的信道〔信号输出的媒质〕，分为〔有线信道和无线信道〕；广义信道〔包括除除传输媒质还包括有关的转换器〕广义信道按照功能可以分为〔模拟信道〕和〔数字信道〕。
14、无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ、5.8GHZ。
15、无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。
16、标准主要包括：物理层和MAC层的标准。
17、传感器网络中常用的测距方法有：到达时间/到达时间差(ToA/TDoA)、接收信号强度指示(RSSI)、到达角(AoA)。
18、无线传感器网络的协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。
第二章 无线传感器网络技术关键技术(1)
课程目录
2.1 物理层关键技术 2.2信道接入技术 2.3 无线传感器网络路由 2.4 无线传感器网络拓扑控制技术 物理层关键技术 2.5 无线传感器网络覆盖技术 2.6 无线传感器网络的数据融合技术
2.7 无线传感器网络定位技术
2.2
2.
信道接入技术
基于竞争的MAC协议：
ALOHA（Additive Link On-Line Hawaii System）:C 当节点有数据需要发送时，直接向信道发送数据分组。在发 生数据冲突的情况下，各节点将对发生冲突的数据分组进 行重发。 重传策略：等待一段随机时间进行重发，再冲突再等待再重发， 直到发送成功。
Sleep Time
Listen
Sleep
Li入技术
基于竞争的MAC协议
2
S-MAC协议关键技术
3、串音避免机制：带内信令来减少重传和避 免监听不必要的数据，串音避免
虚拟载波侦听（控制信息）
Listen
Sleep
Listen
Sleep Time
2.2
举例
信道接入技术
2.2
2.8 无线传感器网络时间同步技术 2.9 通信标准
无线传感器网络协议栈
数据链路层——Data Link Layer
2.2
1
信道接入技术
无线传感器网络信道接入技术概述
目前，对大多数传感器硬件平台而言，无线通信 模块是传感器节点能量的主要消耗者，而MAC子 层直接与物理层连接，所以MAC协议节能效率的 好坏将严重影响网络的生命周期。
引言
无线传感器网络涉及多学科交叉的研究领域， 有非常多的关键技术有待发现和研究： 传感器网络协议负责是各个 网络拓扑控制技术 通过拓扑控制可以自动生成 独立的节点形成一个多跳的 良好的网络拓扑结构，能够 实现基本的安全机制，机密 网络协议（MAC协议，路由协议） 数据传输网络. 提高路由协议和 MAC协议， 性、点到点的消息认证、完 目前研究的重点是网络层的 网络安全 技术 媒体访问控制的效率，可以 整性鉴别、新鲜性、认证广 对多分数据进行综合，去除冗余信息， 协议，也就是路由协议，以 为数据融合、时间同步和目 播和安全管理。 时间同步是需要协同工作的 时间同步技术 使得基于能量受限的情况下，减少传 及数据链路层协议，也就是 定位机制必须满足自组织性， 标定位等很多方面奠定基础， 一个关键机制。 输的数据量，这样可以有效节省能量。 MAC媒体访问控制协议。 定位技术 健壮性、能量高效以及分布式 有利于节省节点能量来延长 但是它也牺牲了其他性能，延迟的代 网络的生存期。 计算等要求。在 WSN定位过程中， 路由协议决定监测信息的传 价，鲁棒性的代价。 数据管理和融合技术通常会采用三边测量法、三角 WSN需要的无线通信技术是要求 输路径，而MAC用来构建底 低功耗、低成本。 以数据库的方法在传感器网络中进行 测量法或极大似然估计法确定 无线通信技术（通信标准） 层的基础结构，控制传感器 数据管理。但是不同于传统的分布式 节点位置。 节点的通信过程和工作模式。 应用层技术（面向应用的软件系统等） 数据库，WSN节点上基本上是以数据 应用层的研究主要是各种传感器网络应用
物联网的关键技术无线传感器网络
物联网的关键技术无线传感器网络物联网的关键技术：无线传感器网络摘要：物联网的发展推动了无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）的快速发展，成为物联网的重要支撑技术之一。
本文将围绕无线传感器网络的概念、架构、节点设计与通信协议等方面进行探讨，并阐述在物联网中无线传感器网络的关键技术。
一、无线传感器网络的概念无线传感器网络是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，节点之间通过无线通信进行数据传输。
每个传感器节点通常由传感器、嵌入式处理器、电源和通信模块等组成，能够感知和采集环境中的各种信息，并将数据传输至网络中。
二、无线传感器网络的架构无线传感器网络的架构一般包括传感器节点、中继节点、基站节点等。
传感器节点负责采集环境数据，并通过无线通信将数据传输至中继节点。
中继节点对数据进行处理和转发，将数据传输至基站节点。
基站节点负责数据的接收与处理，并可以与外界网络进行通信。
三、无线传感器网络的节点设计1. 能源管理：由于无线传感器节点通常采用电池供电，节点应具备低功耗特性。
节点设计中应考虑功耗优化技术，如睡眠模式、动态功率管理等，以延长传感器节点的工作寿命。
2. 传感器选择：根据应用需求选择合适的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
同时，还需考虑传感器的精确度、功耗、可靠性等指标。
3. 硬件设计：节点的硬件设计应满足小尺寸、低功耗的要求。
采用先进的制造工艺和集成电路设计，以提高性能并降低节点成本。
四、无线传感器网络的通信协议1. 网络层协议：常用的网络层协议包括LEACH、PEGASIS、SEP 等。
这些协议通过节点选择、数据聚合等技术，提高了传感器网络的能效和可扩展性。
2. 传输层协议：传输层协议用于数据的可靠传输。
常用的传输层协议有RTP、UDP、TCP等。
根据应用需求选择合适的传输层协议，以保证数据的可靠性和实时性。
五、无线传感器网络在物联网中的应用无线传感器网络在物联网中具有广泛的应用前景，包括智能家居、智慧城市、环境监测、农业领域等。
无线传感器网络安全关键技术研究
无线传感器网络安全关键技术研究摘要：作为一种新兴的网络，无线传感器网络已经给我们在带来了诸多的便利。
然而在给我们带来全新体验的同时，无线网络也带来了巨大的信息安全挑战。
从无线传感器网络的加密技术、密钥的分配与管理和安全框架协议几个方面入手，分析了现行各种技术的利弊，界定了其适用范围，并对今后的研究方向提出了一些看法。
关键词：无线传感器网络；安全技术；密钥管理；安全协议无线传感器网络是由一定数量的传感器节点以无线通信技术自组织方式构成的网络。
目前已经得到广泛的应用。
作为一种新兴的网络，无线传感器网络已经给我们带来了诸多的便利，诸如无线上网、3G手机等等。
然而在给我们带来全新体验的同时，无线网络也带来了巨大的信息安全挑战。
因此，本文将重点论述无线传感器网络安全的关键技术。
1无线传感器网络的密钥管理分析加密技术是无线传感器网络安全技术的基础，对于加密技术来说，密钥管理是其核心任务。
目前，无线传感器网络密钥管理技术大体可以分为：预共享密钥管理模型、基于密钥池的随机密钥预分配模型以及基于KDC的分配模型。
这几种模型各有所长，但应用中也都存在不足之处，因此，需要对其适用范围加以界定。
1.1预共享密钥管理模型预共享密钥管理模型是一种对称密钥管理，具体来说主要包括了全网预共享密钥模型和点到点预共享密钥两种模式。
全网预共享型仅在网络部署前为所有节点统一分配一个密钥，从而缓解了各个传感器节点的压力，不需要建立大量的密钥通信，RAM占用和通信负载较小，并且具有很强的网络可扩展性。
但一旦出现部分节点被破坏的情况，那么整个网络安全抵抗性就会大大降低，无法保证网络的后向机密性。
且无法进行任意两个节点的认证，容易受到各种假冒与复制攻击。
所以这种密钥管理一般被应用于安全要求不高且网络相对稳定的环境中。
相对全网预共享密钥模型，点到点预共享模型则要求网络中任两个节点间的预共享对一个不同的主密钥，有通信需求的两个节点可使用主密钥衍生的密钥进行加密及节点身份认证。
无线传感器网络安全问题和关键技术研究
工业无线传感器网络技术资料
利用人工智能和机器学习技术，实现 传感器网络的自主管理和优化。
物联网融合
将工业无线传感器网络与物联网其他 领域（如智能家居、智能交通等）进 行融合，拓展应用领域。
边缘计算
利用边缘计算技术，提高数据处理速 度和响应能力，降低网络延迟。
标准化与互操作性
推动工业无线传感器网络技术的标准 化和互操作性，促进产业发展和生态 建设。
智能农业
总结词
工业无线传感器网络在智能农业中的应用，能够实现农作物的生长环境和生长状况的实 时监测和预警，提高农业产量和品质。
详细描述
在智能农业领域，工业无线传感器网络被广泛应用于农田监测中，对农作物的生长环境 和生长状况进行实时监测和预警。这些传感器能够监测土壤湿度、温度、光照、风速等 参数，以及农作物的生长状况，并将数据传输到农业管理系统中进行分析处理，帮助农
低速无线个人局域网的无线模块标准，适用于工业无线传感器网 络。
ZigBee
基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，具有低功耗、低成本、 自组网等特点。
Wi-Fi
高速无线局域网标准，虽然不是专为工业无线传感器网络设计，但 在某些场景下也可用于工业物联网。
数据传输协议
01
TDMA
时分复用协议，将时间划分为多 个时隙，每个节点分配一个时隙 进行数据传输。
趋势
未来，随着5G通信技术的普及和人 工智能技术的发展，无线传感器网 络将更加智能化、高效化，具有更 广泛的应用前景。
02
无线传感器网络的关键技术
无线通信技术
无线通信协议
设计用于无线传感器网络的通信协议，以确保传 感器节点之间的可靠通信。
信号处理
对无线信号进行调制、解调、编码、解码等处理， 以提高信号传输的可靠性和效率。
无线传感器网络技术与应用课件
1、基于距离的定位
基于距离的定位机制（range-based）是通过测量相邻节点 间的实际距离或方位进行定位的。分为三个阶段
1）测距阶段。首先未知节点通过测量接收到信标节点发出 信号的某些参数，如强度、到达时间、达到角度等，计算 出未知节点到信标节点之间的距离，这个测量出来的距离 可能是未知节点到信标节点的直线距离，也可能是二者之 间的近似直线距离。
48
2、入侵检测技术 入侵检测可以被定义为识别出正在发生的入侵 企图或已经发生的入侵活动过程 分类 基于误用的检测 基于异常的检测 基于规范的检测
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入侵检测框架
50
国内和国际有多项标准与无线传感器网络具有关联 性，其中明确提出其研究对象为无线传感器网络标 准的组织包括国内WGSN标准工作组和国际ISO/IEC JTC1 WG7工作组
39
3、查询处理技术 动态数据查询：数据仅在一个小的时间窗内有效 历史数据查询：对检测到的历史数据进行检测、 分析走势等，此类查询通常认为每个数据都是同 等重要的，是不可缺少的
40
四、目标跟踪技术 目标跟踪是指为了维持对目标当前状态的估计， 同时也是对传感器接收的量测进行处理的过程 基本原理：当有目标进入监测区域时，由于目标 的辐射特性（通常是红外辐射特征）、声传播特 征和目标运动过程中产生的地面震动特征，传感 器会探测到相应的信号
3
二、无线传感器网络的应用领域 军事 农业 医疗 建筑工程与建筑物 智能建筑与市政建设管理
4
三、无线传感器网络的特点 体积小、电源能力有限 计算和存储能力有限 分布式、多跳自组织 通信半径小、带宽低 动态性强 以数据为中心
5
四、无线传感器网络的关键技术 网络拓扑控制 网络协议 时间同步 定位技术 数据管理 网络安全
无线传感器网络安全关键技术
无线传感器网络安全关键技术随着信息技术的快速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）作为一种新型的网络形式得到了广泛的应用和研究。
无线传感器网络由大量的分布式传感器节点组成，这些节点能够自主采集环境数据并进行传输和处理。
然而，由于其特殊的工作环境和资源限制，无线传感器网络的安全性问题受到了广泛的关注。
无线传感器网络的安全关键技术是保障整个网络的稳定运行、数据传输的可靠性以及用户隐私的保护的重要手段。
在此，我们将从网络通信安全、数据安全和节点认证三个方面介绍无线传感器网络的关键安全技术。
首先是网络通信安全。
无线传感器网络中的节点通过无线信道进行通信，因此需要采取措施来保证通信过程的安全性。
其中的一种重要技术是加密机制。
通过加密算法对传输的数据进行加密，保障数据的机密性和完整性，防止数据泄露和篡改。
此外，还需要使用身份认证机制来验证通信双方的真实身份，防止伪装和未经授权的节点进入网络。
通过部署密钥管理和密钥分发机制，可以确保密钥的安全性和有效性，从而提升无线传感器网络的通信安全性。
其次是数据安全。
无线传感器网络中的节点采集到的数据通常是敏感的，因此对数据的保护至关重要。
对于数据的安全传输，除了使用加密技术外，还可以采用数据分片和数据冗余的方法，将数据分散存储在多个节点中，即使某个节点遭受攻击，也不会导致全部数据丢失。
此外，为了确保数据的完整性，可以使用消息认证码（Message Authentication Code，简称MAC）对数据进行数字签名，确保数据在传输过程中未被篡改。
最后是节点认证。
在无线传感器网络中，节点的安全性对于整个网络的稳定运行至关重要。
因此，需要对节点进行有效的认证和管理。
节点认证可以通过引入信任机制和密钥分发来实现，确保只有合法的节点才能加入网络。
另外，为了防止节点遭受物理攻击或恶意篡改，可以采用物理安全随机数生成、节点防护和硬件加密等技术手段来提高节点的安全性。
第3章 无线传感器网络的关键技术-无线传感器网络-王利强-清华大学出版社
3.1 时钟同步技术
设施的协助； （4）NTP协议需要通过频繁交换信息，来不断校准时钟频率偏差带来
的误差，并通过复杂的修正算法，消除时间同步消息在传输和处理过程中 的非确定因素干扰，CPU使用、信道侦听和占用都不受任何约束，而传感 器网络存在资源约束，必须考虑能量消耗。 因此，由于传感器网络的特点，在能量、价格和体积等方面的约束，使得 NTP、GPS等现有时间同步机制并不适用于通常的传感器网络，需要有专门 的时间同步协议才能使得传感器网络正常运行和实用化。 3.1.2 时间同步协议
第3章 无线传感器网络的关键技术
本章要点
1 时钟同步技术 2 节点定位技术 3 网络服务质量保证 4 无线传感器网络中嵌入式系统软件技术
3.1 时钟同步技术
3.1.1 传感器网络的时间同步机制 1.传感器网络时间同步的意义 无线传感器网络的同步管理主要是指时间上的同步管理。在分布式的
无线传感器网络应用中，每个传感器节点都有自己的本地时钟，由于不同 节点的晶体振荡器存在频率偏差，所以各个传感器节点本地时钟的频率、 相位也各不相同，又由于温度、湿度变化的影响及电磁干扰的存在，就会 造成不同网络节点之间，运行时间出现偏差。无线传感器网络单个节点能 力有限，在某些情况下，一些测量工作，如移动物体定位，需要整个网络 所有节点相互配合共同完成，完成这类工作，就需要所有节点的时间保持 同步。
网络时间协议（NTP）在因特网得到广泛使用，具有精度高、鲁棒性 好和易扩展等优点。但是它依赖的条件在传感器网络中难以满足，因而不 能直接移植运行，主要是由于以下原因：（1）NTP协议应用在已有的有线 网络中，它假定网络链路失效的概率很小，而传感器网络中无线链路通信 质量受环境影响较大，甚至时常通信中断；（2）NTP协议的网络结构相对 稳定，便于为不同位置的结点手工配置时间服务器列表，而传感器网络的 拓扑结构动态变化，简单的静态手工配置无法适应这种变化；（3）NTP协 议中时间基准服务器间的同步无法通过网络自身来实现，需要其他基础
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2）支持星型和点对点两种网络拓扑结构。
3）有16位和64位两种地址格式，其中64位地址是全球唯一的扩展地址。 4）支持避免冲突的载波多路侦听技术（carrier sense multiple access with collision avoidance , CSMA-CA）。
23
无线通信技术
5）支持确认（ACK）机制，保证传输可靠性。 3、IEEE 802.15.4 网络协议栈（右图）： 4、IEEE 802.15.4 标准只定义了PHY层和数据链路 层的MAC层。 5、MAC层以上的几个层次只是该标准的可能的上层 协议，不在该标准的定义范围之内。 6、SSCS为IEEE 802.15.4 的MAC层接入IEEE
表一
网络层次 攻击方法
传感器网络攻防手段一览表
防御手段 宽频（跳频）、优先级消息、低占空比、区 域映射、模式转换 破坏证明、节点伪装和隐藏 纠错码 设置竞争门限 设置短帧策略和非优先级策略 使用冗余路径、探测机制 使用加密和逐跳认证机制 出口过滤；认证、监视机制 认证、监视、冗余机制 客户端谜题 认证
MAC PHY SSCS 上层协议
IEEE 802.2 LLC
802.2标准中定义的LLC子层提供聚合服务。
7、LLC子层可以使用SSCS的服务接口访问IEEE 802.15.4 网络，为应用层提供链路层服务。
物理媒质
无线通信技术
8、LR-WPAN网络采用CSMA-CA机制、帧确认机制和帧校验机制来保证数据传送的鲁棒 性。 9、在LR-WPAN网络中，许多应用的设备用电池供电。这些设备可通过“轮换值班”来减 少能量消耗。
1、 网络拓扑控制的意义 1）影响整个网络的生存时间——保证网络连通性和覆盖性的情况下，合理高效的使用 身份 网络能量。 2）减少节点间通信干扰，提高通信效率——功率控制技术。 3）为路由协议提供基础——确定哪些点为转发节点，确定节点间的邻居关系。 4）影响数据融合—— 选择骨干节点。 5） 弥补节点失效的影响——具有鲁棒性。
2、 数据融合的作用
1）节省能量——去掉冗余信息，将要传输的数据量最小化； 2）获得更准确的信息——提高信息的精度和可信度； 减少了冲突碰撞，提高了无线信道的利用率。
3）提高数据收集效率——减少了要传输的数据量，减轻网络传输拥塞，降低传输延迟，
3、 数据融合可以与传感器网络的多个协议层次（如应用层、网络层等）进行结合。
2）网络节点数量庞大，且节点产生的是无限的数据流，无法通过传统的数据管理技术
进行分析处理。 3）传感器网络数据的查询经常是连续的查询或随机抽样的查询，传统的技术不适用于 传感器网络。 得 5、 数据管理系统结构主要有4种：集中式、半分布式、分布式和层次性。 （结果） 6、 目前大多数研究工作均集中在半分布式结构方面。两种典型的半分布式结构是Fjord 系统的结构和Cougar系统的结构。
9、设计路由机制时要满足的要求：
1）能量高效 —— 能量消耗小且整个网络能量均衡消耗 2）可扩展性 —— 考虑区域范围、节点密度、节点失败、新节点加入、节点移动等情 况。 3）鲁棒性 —— 具有一定的容错能力 4）快速收敛性 —— 适应网络拓扑的动态变化，减少通信协议开销，提高消息传输的 效率。
Part4 网络安全
Part9 无线通信技术
无线通信技术
1、 IEEE 802.15.4标准是针对低速无线个人域网络（low-rate wireless personal area
network，LR-WPAN）的无线通信标准，设计的主要目标是低功耗、低成本。由于此标
准的网络特征与无线传感器网络存在很多相似之处，因此许多研究机构把它作为无线传感 器网络的无线通信平台。 2、 LR-WPAN网络具有如下特点 1）在不同的载波频率下实现了20kbps、40kbps和250kbps三种不同的传输速率。
4）收敛性 —— 要求建立时间同步的时间要短；
5）能量感知 —— 网络通信和计算负载应该可预知。 4、 三种基本同步机制：RBS、TINY/MINI-SYNC和TPSN。
Part6 定位技术
定位技术
1、 确定事件发生的位置或采集数据的节点位置是传感器网络最基本的功能之一。
2、 定位信息的用途： 1）报告事件发生的地点； 3）协助路由； 2）目标跟踪； 4）协助网络管理。
2、目前研究的重点是网络层协议和数据链路层协议。
3、数据链路层的介质访问控制（MAC）用来构建底层的基础机构，控制传感器节点的通 信过程和工作模式。
4、MAC协议首先要考虑节省能源和可扩展性，其次才考虑公平性、利用率和实时性等。
5、MAC层的能量消耗主要表现在空闲侦听、接收不必要数据和碰撞重传等。 6、无线传感器网络MAC协议通常采用“侦听/睡眠”交替的无线信道使用策略。 7、传感器网络的MAC协议可分为三类：采用无线信道的时分复用方式（TDMA）； 采用无线信道的随机竞争方式；
无线传感器网络的 关键技术
班 级 学 号
目录 /
CONTENTS
Part1 拓扑控制 Part2 网络协议
Part3 路由协议 Part4
网络安全 时间同步
Part6
定位技术
Part7
Part8 Part9
数据融合
数据管理 无线通信技术
Part5
Part10 其它技术
Part1 拓扑控制
拓扑控制
3、 传感器网络的定位算法需具备的特点：
1）自组织性；
2）健壮性 ：具有良好的容错性； 3）能量高效：减少计算的复杂性，减少节点的通信开销； 4）分布式计算：每个节点计算自身位置。 4、 算法分为基于距离的定位算法和距离无关的距离算法。
Part7 数据融合
数据融合
1、 由于传感器网络节点的易失效性，使得网络需要数据融合技术对多份数据进行综合。
谢 谢!
其他MAC协议（如频分复用或码分复用等方式）。
Part3
路由协议
7
路由协议
1、路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点。 2、路由协议功能：寻找源节点和目的节点间的优化路径，将数据分组沿着优化路径正确
转发。
3、传统无线网络路由协议的主要任务是寻找源节点到目的节点间通信延迟小的路径，同 时提高整个网络的利用率，避免产生通信拥塞并平衡网络流量，而能量消耗不是考虑的重 点。
Part5
时间同步
时间同步
1、 时间同步是需要协同工作的传感器网络系统的一个关键机制。
2、 由于传感器网络的特点，以及能量、价格和体积等多方面的约束，使得现有的时间同 步机制不适用于传感器网络。 3、 设计传感器网络的时间同步机制考虑的几个方面： 1）扩展性 —— 要能够适应网络范围或节点密度的变化； 2）稳定性 —— 能在拓扑结构的动态变化中保持时间同步的连续性和精度的稳定； 3）鲁棒性 —— 良好的适应环境的动态变化；
4、无线传感器网络节点能量有限且一般没有能量补充，因此路由协议需要高效利用能量。
5、无线传感器网络节点数目很大，节点只能获取局部拓扑结构信息，路由协议要能在局
部网路信息基础上选择合适的路径。 6、无线传感器网络具有很强的相关性，不同应用中的路由协议可能差别很大，没有一个
通用的路有协议。
路由协议
7、无线传感器网络路由机制还经常与数据融合技术联系在一起。 8、无线传感器网络路由协议的特点： 1）能量优先 2）基于局部拓扑信息 3）以数据为中心 4）与应用相关
Part10 其它技术
其它技术
除了上面所述的技术，还包括嵌入式操作系统和应用层技术。 1、嵌入式操作系统：能够有效的满足那些发生频繁、并发程度高、执行过程比较短的逻 辑控制流程；能够让应用程序方便的对硬件进行控制，且在不影响整体开销的情况下，应 用程序的各个部分能够较方便的进行重新组合。 2、应用层技术：应用层的研究主要是各种传感器网络应用系统的开发和多任务之间的协
调。
3、传感器网络应用开发环境的研究，旨在为应用系统的开发提供有效的软件开发环境和
软件工具，需要解决的问题包括：传感器网络程序设计语言，传感器网络程序设计方法学， 给予感知数据的理解、决策和举措的理论与技术。
传感器网络软件开发环境和工具，传感器网络软件测试工具的研究，面向应用的系统服务，
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10、IEEE 802.15.4提供的安全服务是在应用层已经提供密钥的情况下的对称密钥服务。
密钥的管理和分配都由上层协议负责。 11、MAC子层可以为输入输出的MAC帧提供安全服务，主要包括四种服务：访问控制、 数据加密、帧完整性检查和顺序更新。 12、在LR-WPAN网络中设备可以根据自身需要选择不同的安全模式。
2、 目前主要的研究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。 3、 拓扑控制分为节点功率控制和层次型拓扑结构组织。
Part2 网络协议
网络协议
1、负责使各个独立的节点形成一个多跳的数据传输网络。
拥塞攻击（jamming） 物理层 物理破坏 碰撞攻击（collision） 链路层 耗尽攻击（exhaustion） 非公平竞争（unfairness） 丢弃和贪婪破坏（neglect and greed） 汇聚节点攻击（homing）
网络层
方向误导攻击（misdirection） 黑洞攻击（blackholes） 洪泛攻击（flooding） 传输层 失步攻击（desynchronization）
2）动态数据：由传感器自身感知的数据。
3、 传感器网络数据管理系统一般不把每个传感器的感知数据都集中到中央处理节点进行 这会极大地减少能源消耗，延长整个传感器网络的生存期。
分析处理，而是尽可能在网络内部进行分析处理，即网内处理（in-network processing）