1. 简述无线传感器网络路由协议的考虑因素
能耗:WSN节点通常使用电池或其他有限的能源供电,因此路由协议需要考虑尽量减少节点的能耗消耗,延长节点寿命。
通信质量:WSN节点通常通过无线信道进行通信,信道质量受到多种因素的影响,如信道噪声、信道干扰等。路由协议需要考虑如何利用有效的路由路径,最大限度地提高通信质量。
数据传输延迟:WSN通常用于实时监测和控制,路由协议需要保证数据在尽可能短的时间内传输到目标节点,以满足实时性的要求。
网络拓扑结构:WSN的节点通常分布在广泛的区域中,需要考虑网络的拓扑结构,如节点之间的距离、闭桐节点分布的密度、节点之间的关系等。
网络安全性:WSN的节点通常分布在开放环境中,可能会受到各种攻击,因此路由协议需要考虑网络安全性,防止节点被攻击,保护数据的安全。
路由协议的复杂度:WSN通常包含大量的节点,路由协议需要尽可能简单,易于实现和维护。
总之,WSN路由协议需要综合考虑以上多个因素,以满足不同应用场景档让下的要求,并保证网络的高效、稳定、安全轿蠢坦和可靠性。
2. 无线传感器网络的特点与应用
无线传感器网络的特点与应用
无线传感器网络简称WSN,它综合了现代无线网络通信技术、传感器技术、计算机技术等,其应用十分广泛。下面是我为大家搜索整理的关于无线传感器网络的特点与应用,欢迎参考阅读,希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!
无线传感器网络是一种新型的传感器网络,其主要是由大量的传感器节点组成,利用无线网络组成一个自动配置的网络系统,并将感知和收集到的信息发给管理部门。目前无线传感器网络在军事、生态环境、医疗和家居方面都有一定应用,未来无线传感器网络的发展前景将是不可估量的。
一、无线传感器网络的特点
(一)节点数量多
在监测区通常都会安置许多传感器节点,并通过分布式处理信息,这样就能够提高监测的准确性,有效获取更加精确的信息,并降低对节点传感器的精度要求。此外,由于节点数量多,因此存在许多冗余节点,这样就能使系统的容错能力较强,并且节点数量多还能够覆盖到更广阔的监测区域,有效减少监测盲区。
(二)动态拓扑
无线传感器网络属于动态网络,其节点并非固定的。当某个节电出现故障或是耗尽电池后,将会退出网络,此外,还可能由于需要而被转移添加到其他的网络当中。
(三)自组织网络
无线传感器的节点位置并不能进行精确预先设定。节点之间的相互位置也无法预知,例如通过使用飞机播散节点或随意放置在无人或危险的区域内。在这种情况下,就要求传感器节点自身能够具有一定的组织能力,能够自动进行相关管理和配置。
(四)多跳路由
无线传感网络中,节点之间的距离通常都在几十到几百米,因此节点只能与其相邻的节点进行直接通信。如果需要与范围外的节点进行通信,就需要经过中间节点进行路由。无线传感网络中的多跳路由并不是专门的路由设备,所有传输工作都是由普通的节点完成的。
(五)以数据为中心
无线传感网络中的节点均利用编号标识。由于节点是随机分布的,因此节点的编号和位置之间并没有联系。用户在查询事件时,只需要将事件报告给网络,并不需要告知节点编号。因此这是一种以数据为中心进行查询、传输的方式。
(六)电源能力局限性
通常都是用电池对节点进行供电,而每个节点的能源都是有限的,因此一旦电池的能量消耗完,就是造成节点无法再进行正常工作。
二、无线传感器网络的应用
(一)环境监测应用
无线传感器可以用于进行气象研究、检测洪水和火灾等,在生态环境监测中具有明显优势。随着我国市场经济的不断发展,生态环境污染问题也越来越严重。我国是一个幅员辽阔、资源丰富的农业大国,因此在进行农业生产时利用无线传感器进行对生产环境变化进行监测能够为农业生产带来许多好处,这对我国市场经济的不断发展有着重要意义。
(二)医疗护理应用
无线传感器网络通过使用互联网络将收集到的信息传送到接受端口,例如一些病人身上会有一些用于监测心率、血压等的传感器节点,这样医生就可以随时了解病人的`病情,一旦病人出现问题就能够及时进行临时处理和救治。在医疗领域内传感器已经有了一些成功案例,例如芬兰的技术人员设计出了一种可以穿在身上的无线传感器系统,还有SSIM(Smart Sensors and Integrated Microsystems)等。
(三)智能家居建筑应用
文物保护单位的一个重要工作就是要对具有意义的古老建筑实行保护措施。利用无线传感器网络的节点对古老建筑内的温度是、湿度、关照等进行监测,这样就能够对建筑物进行长期有效的监控。对于一些珍贵文物的保存,对保护地的位置、温度和湿度等提前进行检测,可以提高展览品或文物的保存品质。例如,英国一个博物馆基于无线传感器网络设计了一个警报系统,利用放在温度底部的节点检测灯光、振动等信息,以此来保障文物的安全[5]。
目前我国基础建设处在高速发展期,建设单位对各种建设工程的安全施工监测越来越关注。利用无线传感器网络使建筑能够检测到自身状况并将检测数据发送给管理部门,这样管理部门就能够及时掌握建筑状况并根据优先等级来处理建筑修复工作。
另外,在家具或家电汇中设置无线传感器节点,利用无线网络与互联网络,将家居环境打造成一个更加舒适方便的空间,为人们提供更加人性化和智能化的生活环境。通过实时监测屋内温度、湿度、光照等,对房间内的细微变化进行监测和感知,进而对空调、门窗等进行智能控制,这样就能够为人们提供一个更加舒适的生活环境。
(四)军事应用
无线传感器网络具有低能耗、小体积、高抗毁等特性,且其具有高隐蔽性和高度的自组织能力,这为军事侦察提供有效手段。美国在20世纪90年代就开始在军事研究中应用无线传感器网络。无线传感器网络在恶劣的战场内能够实时监控区域内敌军的装备,并对战场上的状况进行监控,对攻击目标进行定位并能够检测生化武器。
目前无线传感器网络在全球许多国家的军事、研究、工业部门都得到了广泛的关注,尤其受到美国国防部和军事部门的重视,美国基于C4ISR又提出了C4KISR的计划,对战场情报的感知和信息综合能力又提出新的要求,并开设了如NSOF系统等的一系列军事无线传感器网络研究。
总之,随着无线传感器网络的研究不断深入和扩展,人们对无线传感器的认识也越来越清晰,然而目前无线传感器网络的在技术上还存在一定问题需要解决,例如存储能力、传输能力、覆盖率等。尽管无线传感器网络还有许多技术问题待解决使得现在无法广泛推广和运用,但相信其未来发展前景不可估量。
;3. 什么是无线传感器网络
本教程操作环境:windows10系统、Dell G3电脑。
什么是无线传感器网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可李戚以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
基本信息
无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。
构成传感器节点的单元分别为:数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。
其中数据采集单元通常都是采集监测区域内的信息并加以转换,比如光强度跟大气压力与湿度等;数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及缓扒发送接收那些采集进来的数据信息为主;数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等;能量供应单元为缩减传感器节点占据的面积,会选择微型电池的构成形式。
无线传感器网络当中的节点分为两种,一个是汇聚节点,一个是传感器节点。
汇聚节点主要指的是网关能够在传感器节点当中将错误的报告数据剔除,并与相关的报告相结合将数据加以融合,对发生的事件进行判断。
汇聚节点与用户节点连接可借助广域网络或者卫星直接通信,并对收集到的数据进行处理。
相较于传统式的网络和其他传感器相比,无线传感器网络有以下特点:
(1)组建方式自由。无线网络传感器的组建不受任何外界条件的限制,组建者无论在何时何地,都可以快速地组建起一个功能完善的无线网络传感器网络,组建成功之后的维护管理工作也完全在网络内部进行。
(2)网络拓扑结构的不确定性。从网络层次的方向来看,无线传感器的网络拓扑结构是变化不定的,哪哪陵例如构成网络拓扑结构的传感器节点可以随时增加或者减少,网络拓扑结构图可以随时被分开或者合并。
(3)控制方式不集中。虽然无线传感器网络把基站和传感器的节点集中控制了起来,但是各个传感器节点之间的控制方式还是分散式的,路由和主机的功能由网络的终端实现各个主机独立运行,互不干涉,因此无线传感器网络的强度很高,很难被破坏。
(4)安全性不高。无线传感器网络采用无线方式传递信息,因此传感器节点在传递信息的过程中很容易被外界入侵,从而导致信息的泄露和无线传感器网络的损坏,大部分无线传感器网络的节点都是暴露在外的,这大大降低了无线传感器网络的安全性。
组成结构:
无线传感器网络主要由三大部分组成,包括节点、传感网络和用户这3部分。其中,节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围,整个范围按照一定要求能够满足监测的范围;传感网络是最主要的部分,它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集,然后对这些节点信息进行一定的分析计算,将分析后的结果汇总到一个基站,最后通过卫星通信传输到指定的用户端,从而实现无线传感的要求。
4. wsn是什么意思
1、WSN的全称是无线传感器网络,无线传感器网络是一种分布式传感网络,它的末梢是一种传感器,WSN中的传感器可以通过无线方式通信,因此网络设置灵活、设备位置也可以随时更改;
无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样族隐的现象。潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。传感器网络的大规模性具有如下优点:通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比;通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度,降低对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具蚂穗亮有很强的容错性能;大量节点能够增大覆盖的监测区域,减少洞穴或者盲区。
5. WSN的组网协议是什么
WSN(无线传感器网络)的组网协议包括MAC协议、路由协议和应用层协议。
MAC协议指的是媒体访问控制协议,它定义了传感器节点如何在共享的无线信道上进行通信和访问。常用的MAC协议包括CSMA/CA、TDMA等。
路由协议则定义了节点之间的数据传输路径,如何选择路由、如何协调节点耐猜之间的通信等。常用的路由协议包括LEACH、PEGASIS、Directed Diffusion等。
应用层协议则是指在WSN中指禅使用的数据传输和处理协议,包括数据采集、传输、处理和昌逗型存储等方面。常用的应用层协议包括COAP、MQTT等。
需要注意的是,WSN中使用的协议可以根据具体的应用场景和需求进行选择和组合,常见的无线传感器网络组网协议包括Zigbee、Bluetooth Low Energy(BLE)、Wi-Fi、LoRaWAN等。
6. 无线传感器网络与互联网的区别主要体现在哪些方面
无线传感器网络与互联网的区别主要体现在包含层次和识别方式上的不同。
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。
互联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,由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。
以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。
无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。
7. WSN是什么意思啊
WSN是wireless sensor network的简称,即无线传感器网络。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。
随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(SOC, System on Chip)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区慧凯域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。
很多人都认为,这项技术的重要性可与因特网相媲美:正如因特网使得计算机能够访问各种数字信息而可以不管其保存在什么地方,传感器网络将能扩展人们与现实世界进行远程交互的能力。它甚至被人称为一种全新类型的计算机系统,这就是因为它区别于过去硬件的可到处散布的特点以及集体分析能力。然而从很多方面来说,现在的无线传感器网络就如同远在 1970 年的因特网,那时因特网仅仅连接了不到 200所大学和军事实验室,并且研究者还在试验各种通讯协议和寻址方案。而现在,大多数传感器网络只连接了不到 100个节点,更多的节点以及通讯线路会使其变得十分复杂难缠而无法正常工作。另外一个原因是单个传感器节点的价格目前还并不低廉,而且电池寿命在最好的情况下也只能维持几个月。不过这些问题并不是不可逾越的,一些无线传感器网络的产品已经上市,并且具备引人入胜的功能的新产品也会在几年之内出现。
无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领前宴唤域。
如果你在新祥档兴的网络笑话中看到了这个单词,它就是“猥琐男”的意思。猥琐男是什么意思,就不解释鸟
8. 什么是wsn它有何特点
无线传感扰哗器网络(WSN)是一种分布式传感网络,它的末梢是可以缓拦行感知和检查外部世界的传感器。它的特点如衡虚下。
1、WSN具有很强的网络动态性,硬件资源有限,能量受限。
2、WSN以数据为中心,采用广播方式通信,以加快信息传播的范围和速度,并可以节省电力。
9. 什么是无线传感网络
无线传感器孝丛旦网络是一种分布式传感网络,它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信,由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,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络所有者的。郑码因此网络设置灵活,设备位置可以随时更改,还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织的网络。
无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、巧扰噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为: 军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。
10. 无线传感器网络上的安全问题几解决方案
无线传感器网络WSN(WirelessSensorNetwork)是一种自组织网络,通过大量低成本、资源受限的传感节点设备协同工作实现某一特定任务。
它是信息感知和采集技术的一场革命,是21世纪最重要的技术之一。它在气候监测,周边环境中的温度、灯光、湿度等情况的探测,大气污染程度的监测,建筑的结构完整性监控,家庭环境的异常情况,机场或体育馆的化学、生物威胁的检测与预报等方面,WSN将会是一个经济的替代方案,有着广泛的应用前景。
传感器网络为在复杂的环境中部署大规模的网络,进行实时数据采集与处理带来了希望。但同时WSN通常部署在无人维护、不可控制的环境中,除了具有一般无线网络所面临的信息泄露、信息篡改、重放攻击、拒绝服务等多种威胁外,WSN还面临传感节点容易被攻击者物理操纵,并获取存储在传感节点中的所有信息,从而控制部分网络的威胁。用户不可能接受并部署一个没有解决好安全和隐私问题的传感网络,因此在进行WSN协议和软件设计时,必须充分考虑WSN可能面临的安全问题,并把安全机制集成到系统设计中去。只有这样,才能促进传感网络的广泛应用,否则,传感网络只能部署在有限、受控的环境中,这和传感网络的最终目标——实现普遍性计算并成为人们生活中的一种重要方式是相违背的。
一种好的安全机制设计是建立在胡空对其所面临的威胁、网络特点等的深刻分析基础之上的,传感网络也不例外,本文将深入分析无线传感器网络特点以及其所可能面临的安全威胁,并对其相应的安全对策进行了研究和探讨。
2.传感器网络特点分析
WSN是一种大规模的分布式网络,常部署于无人维护、条件恶劣的环境当中,且大多数情况下传感节点都是一次性使用,从而决定了传感节点是价格低廉、资源极度受限的无线通信设备[2],它的特点主要体现在以下几个方面:(1)能量有限:能量是限制传感节点能力、寿命的最主要的约束性条件,现有的传感节点都是通过标准的AAA或AA电池进行供电,并且不能重新充电。(2)计算能力有限:传感节点CPU一般只具有8bit、4MHz~8MHz的处理能力。(3)存储能力有限:传感节点一般包括三种形式的存储器即RAM、程序存储器、工作存储器。RAM用于存放工作时的临时数据,一般不超过2k字节;程序存储器誉渗用于存储操作系统、应用程序以及安全函数等,工作存储器用于存放获取的传感信息,这两种存储器一般也只有几十k字节。(4)通信范围有限:为了节约信号传输时的能量消耗,传感节点的RF模块的传输能量一般为10mW到100mW之间,传输的范围也局限于100米到1公里之内。(5)防篡改性:传感节点是一种价格低廉、结构松散、开放的网络设备,攻击者一旦获取传感节点就很容易获得和修改存储在传感节点中的密钥信息以及程序代码等。
另外,大多数传感器网络在进行部署前,其网络拓扑是无法预知的,同时部署后,整个网络拓扑、传感节点在网络中的角色也是经常变化的,因而不像有线网、大部分无线网络那样对网络设备进行完全配置,对传感节点进行预配置的范围是有限的,很多网络参数、密钥等都是传感节点在部署后进行协商后形成的。
根据以上无线传感器特点分析可知,无线传感器网络易于遭受传感节点的物理操纵、传感信息的窃听、拒绝服务攻击、私有信息的泄露等多种威胁和攻击。下面将根据WSN的特点,对WSN所面临的潜在安全威胁进行分类描述与对策探讨。
3.威胁分析与对策
3.1传感节点的物理操纵
未来的传感器网络一般有成百上千个传感节点,很难对每个节点进行监控和保护,因而每个节点都是一个潜在的攻击点,都能被攻击者进行物理和逻辑攻击。另外,传感器通常部署在无人维护的环境当中,这更加方便了攻击者捕获传裤虚瞎感节点。当捕获了传感节点后,攻击者就可以通过编程接口(JTAG接口),修改或获取传感节点中的信息或代码,根据文献[3]分析,攻击者可利用简单的工具(计算机、UISP自由软件)在不到一分钟的时间内就可以把EEPROM、Flash和SRAM中的所有信息传输到计算机中,通过汇编软件,可很方便地把获取的信息转换成汇编文件格式,从而分析出传感节点所存储的程序代码、路由协议及密钥等机密信息,同时还可以修改程序代码,并加载到传感节点中。
很显然,目前通用的传感节点具有很大的安全漏洞,攻击者通过此漏洞,可方便地获取传感节点中的机密信息、修改传感节点中的程序代码,如使得传感节点具有多个身份ID,从而以多个身份在传感器网络中进行通信,另外,攻击还可以通过获取存储在传感节点中的密钥、代码等信息进行,从而伪造或伪装成合法节点加入到传感网络中。一旦控制了传感器网络中的一部分节点后,攻击者就可以发动很多种攻击,如监听传感器网络中传输的信息,向传感器网络中发布假的路由信息或传送假的传感信息、进行拒绝服务攻击等。
对策:由于传感节点容易被物理操纵是传感器网络不可回避的安全问题,必须通过其它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它节点的密钥信息等。另外,还可以通过对传感节点软件的合法性进行认证等措施来提高节点本身的安全性能。