1. 簡述無線感測器網路路由協議的考慮因素
能耗:WSN節點通常使用電池或其他有限的能源供電,因此路由協議需要考慮盡量減少節點的能耗消耗,延長節點壽命。
通信質量:WSN節點通常通過無線信道進行通信,信道質量受到多種因素的影響,如信道雜訊、信道干擾等。路由協議需要考慮如何利用有效的路由路徑,最大限度地提高通信質量。
數據傳輸延遲:WSN通常用於實時監測和控制,路由協議需要保證數據在盡可能短的時間內傳輸到目標節點,以滿足實時性的要求。
網路拓撲結構:WSN的節點通常分布在廣泛的區域中,需要考慮網路的拓撲結構,如節點之間的距離、閉桐節點分布的密度、節點之間的關系等。
網路安全性:WSN的節點通常分布在開放環境中,可能會受到各種攻擊,因此路由協議需要考慮網路安全性,防止節點被攻擊,保護數據的安全。
路由協議的復雜度:WSN通常包含大量的節點,路由協議需要盡可能簡單,易於實現和維護。
總之,WSN路由協議需要綜合考慮以上多個因素,以滿足不同應用場景檔讓下的要求,並保證網路的高效、穩定、安全轎蠢坦和可靠性。
2. 無線感測器網路的特點與應用
無線感測器網路的特點與應用
無線感測器網路簡稱WSN,它綜合了現代無線網路通信技術、感測器技術、計算機技術等,其應用十分廣泛。下面是我為大家搜索整理的關於無線感測器網路的特點與應用,歡迎參考閱讀,希望對大家有所幫助!想了解更多相關信息請持續關注我們應屆畢業生培訓網!
無線感測器網路是一種新型的感測器網路,其主要是由大量的感測器節點組成,利用無線網路組成一個自動配置的網路系統,並將感知和收集到的信息發給管理部門。目前無線感測器網路在軍事、生態環境、醫療和家居方面都有一定應用,未來無線感測器網路的發展前景將是不可估量的。
一、無線感測器網路的特點
(一)節點數量多
在監測區通常都會安置許多感測器節點,並通過分布式處理信息,這樣就能夠提高監測的准確性,有效獲取更加精確的信息,並降低對節點感測器的精度要求。此外,由於節點數量多,因此存在許多冗餘節點,這樣就能使系統的容錯能力較強,並且節點數量多還能夠覆蓋到更廣闊的監測區域,有效減少監測盲區。
(二)動態拓撲
無線感測器網路屬於動態網路,其節點並非固定的。當某個節電出現故障或是耗盡電池後,將會退出網路,此外,還可能由於需要而被轉移添加到其他的網路當中。
(三)自組織網路
無線感測器的節點位置並不能進行精確預先設定。節點之間的相互位置也無法預知,例如通過使用飛機播散節點或隨意放置在無人或危險的區域內。在這種情況下,就要求感測器節點自身能夠具有一定的組織能力,能夠自動進行相關管理和配置。
(四)多跳路由
無線感測網路中,節點之間的距離通常都在幾十到幾百米,因此節點只能與其相鄰的節點進行直接通信。如果需要與范圍外的節點進行通信,就需要經過中間節點進行路由。無線感測網路中的多跳路由並不是專門的路由設備,所有傳輸工作都是由普通的節點完成的。
(五)以數據為中心
無線感測網路中的節點均利用編號標識。由於節點是隨機分布的,因此節點的編號和位置之間並沒有聯系。用戶在查詢事件時,只需要將事件報告給網路,並不需要告知節點編號。因此這是一種以數據為中心進行查詢、傳輸的方式。
(六)電源能力局限性
通常都是用電池對節點進行供電,而每個節點的能源都是有限的,因此一旦電池的能量消耗完,就是造成節點無法再進行正常工作。
二、無線感測器網路的應用
(一)環境監測應用
無線感測器可以用於進行氣象研究、檢測洪水和火災等,在生態環境監測中具有明顯優勢。隨著我國市場經濟的不斷發展,生態環境污染問題也越來越嚴重。我國是一個幅員遼闊、資源豐富的農業大國,因此在進行農業生產時利用無線感測器進行對生產環境變化進行監測能夠為農業生產帶來許多好處,這對我國市場經濟的不斷發展有著重要意義。
(二)醫療護理應用
無線感測器網路通過使用互聯網路將收集到的信息傳送到接受埠,例如一些病人身上會有一些用於監測心率、血壓等的感測器節點,這樣醫生就可以隨時了解病人的`病情,一旦病人出現問題就能夠及時進行臨時處理和救治。在醫療領域內感測器已經有了一些成功案例,例如芬蘭的技術人員設計出了一種可以穿在身上的無線感測器系統,還有SSIM(Smart Sensors and Integrated Microsystems)等。
(三)智能家居建築應用
文物保護單位的一個重要工作就是要對具有意義的古老建築實行保護措施。利用無線感測器網路的節點對古老建築內的溫度是、濕度、關照等進行監測,這樣就能夠對建築物進行長期有效的監控。對於一些珍貴文物的保存,對保護地的位置、溫度和濕度等提前進行檢測,可以提高展覽品或文物的保存品質。例如,英國一個博物館基於無線感測器網路設計了一個警報系統,利用放在溫度底部的節點檢測燈光、振動等信息,以此來保障文物的安全[5]。
目前我國基礎建設處在高速發展期,建設單位對各種建設工程的安全施工監測越來越關注。利用無線感測器網路使建築能夠檢測到自身狀況並將檢測數據發送給管理部門,這樣管理部門就能夠及時掌握建築狀況並根據優先等級來處理建築修復工作。
另外,在傢具或家電匯中設置無線感測器節點,利用無線網路與互聯網路,將家居環境打造成一個更加舒適方便的空間,為人們提供更加人性化和智能化的生活環境。通過實時監測屋內溫度、濕度、光照等,對房間內的細微變化進行監測和感知,進而對空調、門窗等進行智能控制,這樣就能夠為人們提供一個更加舒適的生活環境。
(四)軍事應用
無線感測器網路具有低能耗、小體積、高抗毀等特性,且其具有高隱蔽性和高度的自組織能力,這為軍事偵察提供有效手段。美國在20世紀90年代就開始在軍事研究中應用無線感測器網路。無線感測器網路在惡劣的戰場內能夠實時監控區域內敵軍的裝備,並對戰場上的狀況進行監控,對攻擊目標進行定位並能夠檢測生化武器。
目前無線感測器網路在全球許多國家的軍事、研究、工業部門都得到了廣泛的關注,尤其受到美國國防部和軍事部門的重視,美國基於C4ISR又提出了C4KISR的計劃,對戰場情報的感知和信息綜合能力又提出新的要求,並開設了如NSOF系統等的一系列軍事無線感測器網路研究。
總之,隨著無線感測器網路的研究不斷深入和擴展,人們對無線感測器的認識也越來越清晰,然而目前無線感測器網路的在技術上還存在一定問題需要解決,例如存儲能力、傳輸能力、覆蓋率等。盡管無線感測器網路還有許多技術問題待解決使得現在無法廣泛推廣和運用,但相信其未來發展前景不可估量。
;3. 什麼是無線感測器網路
本教程操作環境:windows10系統、Dell G3電腦。
什麼是無線感測器網路無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,因此網路設置靈活,設備位置可李戚以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。
基本信息
無線感測器網路是一項通過無線通信技術把數以萬計的感測器節點以自由式進行組織與結合進而形成的網路形式。
構成感測器節點的單元分別為:數據採集單元、數據傳輸單元、數據處理單元以及能量供應單元。
其中數據採集單元通常都是採集監測區域內的信息並加以轉換,比如光強度跟大氣壓力與濕度等;數據傳輸單元則主要以無線通信和交流信息以及緩扒發送接收那些採集進來的數據信息為主;數據處理單元通常處理的是全部節點的路由協議和管理任務以及定位裝置等;能量供應單元為縮減感測器節點占據的面積,會選擇微型電池的構成形式。
無線感測器網路當中的節點分為兩種,一個是匯聚節點,一個是感測器節點。
匯聚節點主要指的是網關能夠在感測器節點當中將錯誤的報告數據剔除,並與相關的報告相結合將數據加以融合,對發生的事件進行判斷。
匯聚節點與用戶節點連接可藉助廣域網路或者衛星直接通信,並對收集到的數據進行處理。
相較於傳統式的網路和其他感測器相比,無線感測器網路有以下特點:
(1)組建方式自由。無線網路感測器的組建不受任何外界條件的限制,組建者無論在何時何地,都可以快速地組建起一個功能完善的無線網路感測器網路,組建成功之後的維護管理工作也完全在網路內部進行。
(2)網路拓撲結構的不確定性。從網路層次的方向來看,無線感測器的網路拓撲結構是變化不定的,哪哪陵例如構成網路拓撲結構的感測器節點可以隨時增加或者減少,網路拓撲結構圖可以隨時被分開或者合並。
(3)控制方式不集中。雖然無線感測器網路把基站和感測器的節點集中控制了起來,但是各個感測器節點之間的控制方式還是分散式的,路由和主機的功能由網路的終端實現各個主機獨立運行,互不幹涉,因此無線感測器網路的強度很高,很難被破壞。
(4)安全性不高。無線感測器網路採用無線方式傳遞信息,因此感測器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵,從而導致信息的泄露和無線感測器網路的損壞,大部分無線感測器網路的節點都是暴露在外的,這大大降低了無線感測器網路的安全性。
組成結構:
無線感測器網路主要由三大部分組成,包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中,節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍,整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍;感測網路是最主要的部分,它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集,然後對這些節點信息進行一定的分析計算,將分析後的結果匯總到一個基站,最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端,從而實現無線感測的要求。
4. wsn是什麼意思
1、WSN的全稱是無線感測器網路,無線感測器網路是一種分布式感測網路,它的末梢是一種感測器,WSN中的感測器可以通過無線方式通信,因此網路設置靈活、設備位置也可以隨時更改;
無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣族隱的現象。潛在的應用領域可以歸納為:軍事、航空、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。感測器網路的大規模性具有如下優點:通過不同空間視角獲得的信息具有更大的信噪比;通過分布式處理大量的採集信息能夠提高監測的精確度,降低對單個節點感測器的精度要求;大量冗餘節點的存在,使得系統具螞穗亮有很強的容錯性能;大量節點能夠增大覆蓋的監測區域,減少洞穴或者盲區。
5. WSN的組網協議是什麼
WSN(無線感測器網路)的組網協議包括MAC協議、路由協議和應用層協議。
MAC協議指的是媒體訪問控制協議,它定義了感測器節點如何在共享的無線信道上進行通信和訪問。常用的MAC協議包括CSMA/CA、TDMA等。
路由協議則定義了節點之間的數據傳輸路徑,如何選擇路由、如何協調節點耐猜之間的通信等。常用的路由協議包括LEACH、PEGASIS、Directed Diffusion等。
應用層協議則是指在WSN中指禪使用的數據傳輸和處理協議,包括數據採集、傳輸、處理和昌逗型存儲等方面。常用的應用層協議包括COAP、MQTT等。
需要注意的是,WSN中使用的協議可以根據具體的應用場景和需求進行選擇和組合,常見的無線感測器網路組網協議包括Zigbee、Bluetooth Low Energy(BLE)、Wi-Fi、LoRaWAN等。
6. 無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在哪些方面
無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在包含層次和識別方式上的不同。
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,因此網路設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。
互聯網是利用局部網路或互聯網等通信技術把感測器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起,形成人與物、物與物相聯,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網路。
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路。
以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內被感知對象的信息,並最終把這些信息發送給網路的所有者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。
無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。
7. WSN是什麼意思啊
WSN是wireless sensor network的簡稱,即無線感測器網路。
無線感測器網路(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網路系統,其目的是協作地感知、採集和處理網路覆蓋區域中被感知對象的信息,並發送給觀察者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。
隨著微機電系統(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系統(SOC, System on Chip)、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展,孕育出無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN),並以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線感測器網路就是由部署在監測區慧凱域內大量的廉價微型感測器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網路。
很多人都認為,這項技術的重要性可與網際網路相媲美:正如網際網路使得計算機能夠訪問各種數字信息而可以不管其保存在什麼地方,感測器網路將能擴展人們與現實世界進行遠程交互的能力。它甚至被人稱為一種全新類型的計算機系統,這就是因為它區別於過去硬體的可到處散布的特點以及集體分析能力。然而從很多方面來說,現在的無線感測器網路就如同遠在 1970 年的網際網路,那時網際網路僅僅連接了不到 200所大學和軍事實驗室,並且研究者還在試驗各種通訊協議和定址方案。而現在,大多數感測器網路只連接了不到 100個節點,更多的節點以及通訊線路會使其變得十分復雜難纏而無法正常工作。另外一個原因是單個感測器節點的價格目前還並不低廉,而且電池壽命在最好的情況下也只能維持幾個月。不過這些問題並不是不可逾越的,一些無線感測器網路的產品已經上市,並且具備引人入勝的功能的新產品也會在幾年之內出現。
無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。基於MEMS的微感測技術和無線聯網技術為無線感測器網路賦予了廣闊的應用前景。這些潛在的應用領域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領前宴喚域。
如果你在新祥檔興的網路笑話中看到了這個單詞,它就是「猥瑣男」的意思。猥瑣男是什麼意思,就不解釋鳥
8. 什麼是wsn它有何特點
無線感測擾嘩器網路(WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以緩攔行感知和檢查外部世界的感測器。它的特點如衡虛下。
1、WSN具有很強的網路動態性,硬體資源有限,能量受限。
2、WSN以數據為中心,採用廣播方式通信,以加快信息傳播的范圍和速度,並可以節省電力。
9. 什麼是無線感測網路
無線感測器孝叢旦網路是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路,以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內被感知對象的信息,並最終把這些信息發送給網路所有者的。鄭碼因此網路設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織的網路。
無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、巧擾雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。潛在的應用領域可以歸納為: 軍事、航空、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。
10. 無線感測器網路上的安全問題幾解決方案
無線感測器網路WSN(WirelessSensorNetwork)是一種自組織網路,通過大量低成本、資源受限的感測節點設備協同工作實現某一特定任務。
它是信息感知和採集技術的一場革命,是21世紀最重要的技術之一。它在氣候監測,周邊環境中的溫度、燈光、濕度等情況的探測,大氣污染程度的監測,建築的結構完整性監控,家庭環境的異常情況,機場或體育館的化學、生物威脅的檢測與預報等方面,WSN將會是一個經濟的替代方案,有著廣泛的應用前景。
感測器網路為在復雜的環境中部署大規模的網路,進行實時數據採集與處理帶來了希望。但同時WSN通常部署在無人維護、不可控制的環境中,除了具有一般無線網路所面臨的信息泄露、信息篡改、重放攻擊、拒絕服務等多種威脅外,WSN還面臨感測節點容易被攻擊者物理操縱,並獲取存儲在感測節點中的所有信息,從而控制部分網路的威脅。用戶不可能接受並部署一個沒有解決好安全和隱私問題的感測網路,因此在進行WSN協議和軟體設計時,必須充分考慮WSN可能面臨的安全問題,並把安全機制集成到系統設計中去。只有這樣,才能促進感測網路的廣泛應用,否則,感測網路只能部署在有限、受控的環境中,這和感測網路的最終目標——實現普遍性計算並成為人們生活中的一種重要方式是相違背的。
一種好的安全機制設計是建立在胡空對其所面臨的威脅、網路特點等的深刻分析基礎之上的,感測網路也不例外,本文將深入分析無線感測器網路特點以及其所可能面臨的安全威脅,並對其相應的安全對策進行了研究和探討。
2.感測器網路特點分析
WSN是一種大規模的分布式網路,常部署於無人維護、條件惡劣的環境當中,且大多數情況下感測節點都是一次性使用,從而決定了感測節點是價格低廉、資源極度受限的無線通信設備[2],它的特點主要體現在以下幾個方面:(1)能量有限:能量是限制感測節點能力、壽命的最主要的約束性條件,現有的感測節點都是通過標準的AAA或AA電池進行供電,並且不能重新充電。(2)計算能力有限:感測節點CPU一般只具有8bit、4MHz~8MHz的處理能力。(3)存儲能力有限:感測節點一般包括三種形式的存儲器即RAM、程序存儲器、工作存儲器。RAM用於存放工作時的臨時數據,一般不超過2k位元組;程序存儲器譽滲用於存儲操作系統、應用程序以及安全函數等,工作存儲器用於存放獲取的感測信息,這兩種存儲器一般也只有幾十k位元組。(4)通信范圍有限:為了節約信號傳輸時的能量消耗,感測節點的RF模塊的傳輸能量一般為10mW到100mW之間,傳輸的范圍也局限於100米到1公里之內。(5)防篡改性:感測節點是一種價格低廉、結構鬆散、開放的網路設備,攻擊者一旦獲取感測節點就很容易獲得和修改存儲在感測節點中的密鑰信息以及程序代碼等。
另外,大多數感測器網路在進行部署前,其網路拓撲是無法預知的,同時部署後,整個網路拓撲、感測節點在網路中的角色也是經常變化的,因而不像有線網、大部分無線網路那樣對網路設備進行完全配置,對感測節點進行預配置的范圍是有限的,很多網路參數、密鑰等都是感測節點在部署後進行協商後形成的。
根據以上無線感測器特點分析可知,無線感測器網路易於遭受感測節點的物理操縱、感測信息的竊聽、拒絕服務攻擊、私有信息的泄露等多種威脅和攻擊。下面將根據WSN的特點,對WSN所面臨的潛在安全威脅進行分類描述與對策探討。
3.威脅分析與對策
3.1感測節點的物理操縱
未來的感測器網路一般有成百上千個感測節點,很難對每個節點進行監控和保護,因而每個節點都是一個潛在的攻擊點,都能被攻擊者進行物理和邏輯攻擊。另外,感測器通常部署在無人維護的環境當中,這更加方便了攻擊者捕獲傳褲虛瞎感節點。當捕獲了感測節點後,攻擊者就可以通過編程介面(JTAG介面),修改或獲取感測節點中的信息或代碼,根據文獻[3]分析,攻擊者可利用簡單的工具(計算機、UISP自由軟體)在不到一分鍾的時間內就可以把EEPROM、Flash和SRAM中的所有信息傳輸到計算機中,通過匯編軟體,可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式,從而分析出感測節點所存儲的程序代碼、路由協議及密鑰等機密信息,同時還可以修改程序代碼,並載入到感測節點中。
很顯然,目前通用的感測節點具有很大的安全漏洞,攻擊者通過此漏洞,可方便地獲取感測節點中的機密信息、修改感測節點中的程序代碼,如使得感測節點具有多個身份ID,從而以多個身份在感測器網路中進行通信,另外,攻擊還可以通過獲取存儲在感測節點中的密鑰、代碼等信息進行,從而偽造或偽裝成合法節點加入到感測網路中。一旦控制了感測器網路中的一部分節點後,攻擊者就可以發動很多種攻擊,如監聽感測器網路中傳輸的信息,向感測器網路中發布假的路由信息或傳送假的感測信息、進行拒絕服務攻擊等。
對策:由於感測節點容易被物理操縱是感測器網路不可迴避的安全問題,必須通過其它的技術方案來提高感測器網路的安全性能。如在通信前進行節點與節點的身份認證;設計新的密鑰協商方案,使得即使有一小部分節點被操縱後,攻擊者也不能或很難從獲取的節點信息推導出其它節點的密鑰信息等。另外,還可以通過對感測節點軟體的合法性進行認證等措施來提高節點本身的安全性能。