无线传感器网络设计

传统网络 通用设计，服务于多个应用 主要关注网络性能和延迟 器件和网络工作于可控的温和环境 通常有维护与维修 组件故障通过维修解决 轻松获得全局网络信息和实现集中式管理
zigbee无线传感器网络 单一设计，服务于特定应用 功耗是主要设计关注点 常布设于存在苛刻条件的环境中 与节点物理接触，很难甚至不可维修 网络设计需要预计存在组件故障，增加之冗余度 决策由本地节点完成，不支持集中式管理
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.3 传感器网络的安全策略 4、拒绝服务攻击 安全策略：一些跳频和扩频技术可以用来减轻网络堵塞问题。恰当的认证可以 防止在网络中插入无用信息。然而，这些协议必须十分有效，否则它也可能用 来当做拒绝服务攻击的手段。
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.1 Zigbee无线传感网络 设计的基本要求
7.1.1 系统设计原则 （1）节能是zigbee无线传感器网络节点设计最主要的问题 （2）成本的高低也是衡量zigbee无线传感器网络节点设计好坏的重要指标 （3）小型化也是zigbee无线传感器网络追求目标 （4）可扩展性也是传感器网络设计中必须要考虑的问题
7.1 Zigbee无线传感网络 设计的基本要求
7.1.2 WSN路由协议设计要求 （1）健壮性 （2）减少通信量来降低能耗 （3）保持通信量负载均衡。 （4）路由协议应具有安全机制。 （5）可扩展性
7.1 Zigbee无线传感网络 设计的基本要求
7.1.3 评价指标体系 （1）能源有效性 （2）生命周期 （3）时间延迟。 （4）感知精度 （5）容错性 （6）可扩展性
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.2 传感器网络的安全性目标 1．WSN的安全目标及实现基础 将其安全问题归结为消息安全和节点安全。所谓消息安全是指节点之间传输的 各种报文的安全性。节点安全是指针对传感器节点被俘获并改造而变为恶意节 点时，网络能够迅速地发现异常节点，并能有效地防止其产生更大的危害。 维护传感器节点安全的首要问题是建立节点信任机制。因此，密钥管理是安全 管理中最重要、最基础的环节。
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.3.1 传感节点的设计 2．控制单元 控制单元将其他单元及外部接口连接在一起，处理有关感知、通信和自组织的 指令。控制单元包括控制器件、非易失性存储器（通常是控制器件的片内 Flash）、随机存储器、内部时钟等。大部分控制器件集成了非易失性存储器、 随机存储器、内部时钟等
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.2 传感器网络的安全性目标 2、WSN的安全需求 （1）保密性。 （2）完整性。 （3）健壮性。 （4）真实性。 （5）时效性。 （6）可用性。 （7）访问控制。
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.3 传感器网络的安全策略 1．传感器节点的物理操纵 安全策略：由于传感器节点容易被物理操纵是传感器网络不可回避的安全问题， 必须通过其他的技术方案来提高传感器网络的安全性能。如在通信前进行节点 与节点的身份认证；设计新的密钥协商方案，使得即使有一小部分节点被操纵 后，攻击者也不能或很难从获取的节点信息推导出其他节点的密钥信息等。
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.3.2 网关和汇聚节点的设计 网关和汇聚节点具备信息聚合、处理、选择、分发，以及子网网络管理等功能。 传感节点对其部署的区域进行监控，获取感知信息；网关和汇聚节点对其控制 区域内的传感节点实现任务调度、数据融合、网络维护等功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.1 传感器网络的安全分析 1．传感器网络的特点 （1）能量有限 （2）计算能力有限 （3）存储能力有限 （4）通信范围有限 （5）防篡改性
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.1 传感器网络的安全分析 2．Zigbee无线传感器网络的安全特点 （1）资源受限、通信环境恶劣 （2）部署区域的安全无法保证，节点容易失效 （3）网络无基础框架 （4）部署前地理位置具有不确定性
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.3.1 传感节点的设计 传感节点主要包括感知单元、控制单元、无线收发单元和电源管理单元4个部 分。
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.3.1 传感节点的设计 1．感知单元 感知单元负责物理信号的提取。信号采集单元包括信号调理电路和模/数转换 模块。传感器输出的模拟信号需经信号调理才能符合模/数转换要求。
项目七 ZigBee无线传感 器网络设计
知识目标： 1. 掌握zigbee无线传感器网络系统设计的基本要求。 2.了解zigbee无线传感器网络的安全设计。 3.掌握zigbee无线传感器网络的硬件和软件设计。
项目七 ZigBee无线传感器 网络设计
技能目标： 1. 掌握Z-Stack协议栈的串口通信。 2.掌握Z-Stack协议栈的点播通信。 3.掌握Z-Stack协议栈程序的移植。
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.3.1 传感节点的设计 3．无线收发单元 传感节点之间通过无线收发单元实现互连，组成自组织传感器网络。传感节点 的无线收发单元主要由无线窄带通信芯片和与其配套的滤波电路等外围电路组 成。
7.3 Zigbee无线传感网络 硬件的设计
7.3.1 传感节点的设计 4、电源管理单元 在传感节点，电源管理单元是一个关键的系统组件，体现在两方面：第一是存 储能量并为其他单元提供所需要电压的稳压器件，第二是从外部环境中获取额 外的能量。
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.3 传感器网络的安全策略 2．信息窃听 安全策略：对传输信息加密可以解决窃听问题，但需要一个灵活、强健的密钥 交换和管理方案。
7.2 Zigbee无线传感网络 的安全
7.2.3 传感器网络的安全策略 3、私有性问题 安全策略：保证网络中的传感信息只有可信实体才可以访问是保证私有性问题 的最好方法，这可通过数据加密和访问控制来实现；另外一种方法是限制网络 所发送信息的粒度，因为信息越详细，越有可能泄露私有性。