無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種**出現(xiàn)的計算機網(wǎng)絡(luò)，它的基本組成單位是節(jié)點，這些節(jié)點集成了傳感器、微處理器、無線接口和電源四個模塊。傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中業(yè)已成熟的解決方案可以借鑒到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中來。但是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的用途和優(yōu)點，開發(fā)**的通信協(xié)議和路由算法已經(jīng)成為了當前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)急待研究的課題。二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括了大面積的空間分布比如在***應(yīng)用方面，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署在戰(zhàn)場上**敵人的***行動，智能化的終端可以被大量地裝在宣傳品、***或炮彈殼中，在目標地點撒落下去，形成大面積的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。2、能源受限制網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的電源是有限的，網(wǎng)絡(luò)大多工作在無人區(qū)或者對人體有傷害的惡劣環(huán)境中，更換電源幾乎是不可能的事，這勢必要求網(wǎng)絡(luò)功耗要小以延長網(wǎng)絡(luò)的壽命，而且要盡**大可能的節(jié)省電源消耗。3、網(wǎng)絡(luò)自動配置，自動識別節(jié)點這包括自動組網(wǎng)、對入網(wǎng)的終端進行身份驗證、防止非法用戶入侵。相對于那些布置在預(yù)先指定地點的傳感器網(wǎng)絡(luò)而言，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以借鑒adhoc方式來配置，當然前提是要有一套合適的通信協(xié)議保證網(wǎng)絡(luò)在無人干預(yù)情況下自動運行。通過網(wǎng)絡(luò)使人們的生活、工作更加便利，從而幫助人類解決一系列的重復(fù)的工作。楊浦區(qū)網(wǎng)絡(luò)科技誠信互利
不考慮簇的大小，要求每個節(jié)點都有全球定位系統(tǒng)（GPS）的支持。4、系統(tǒng)功耗問題無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于特殊場合時，電源不可更換，因此功耗問題顯得至關(guān)重要。在系統(tǒng)的功耗模型中，我們**關(guān)心的是：（1）微控制器的操作模式（休眠模式、操作模式、，潛在的減慢時鐘速率等），無線前端的工作模式（休眠、空閑、接收、發(fā)射等）；（2）在每種模式中，每個功能塊的功耗量，及它與哪些參數(shù)有關(guān)；（3）在發(fā)射功率受限的情況下，發(fā)射功率和系統(tǒng)功耗的映射關(guān)系；（4）從一種操作模式轉(zhuǎn)換到另外一種操作模式(假設(shè)可以直接轉(zhuǎn)換)的轉(zhuǎn)換時間及其功耗；（5）無線調(diào)制解調(diào)器的接收靈敏度和**大輸出功率；（6）附加的品質(zhì)因數(shù)（如發(fā)射前端的溫漂和頻穩(wěn)度、接收信號場強指示(RSSI)信號的標準等）。基于以上考慮，文獻[14]提出了一種自組織低功耗網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議i-Beans，并具體說明了此網(wǎng)絡(luò)的功耗。比如，用一個220mAh的小紐扣電池供電，網(wǎng)絡(luò)的平均消耗電流是100μ;A，取樣率是每秒1次，則電池可以持續(xù)80天；如果抽樣率是每兩分鐘一次，平均消耗電流降到μ;A，則電池壽命可以延長到。為了克服遠程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的電池工作時間短的問題。徐匯區(qū)網(wǎng)絡(luò)科技服務(wù)至上計算機領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)是物理鏈路將各孤立的工作站或主機相連在一起，組成數(shù)據(jù)鏈路，從而達到資源共享和通信。
也用這種算法去服務(wù)器尋找目標節(jié)點的位置。對于知道網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格圖和它們自己的位置并且知道目標節(jié)點的ID號的節(jié)點，這種方法是一個好方法。文獻[8]中介紹了一種針對大規(guī)模移動傳感器網(wǎng)絡(luò)的查詢方法，這種方法借用了小世界（smallworlds）的概念，利用節(jié)點的移動性去提高查詢效率，并引入了關(guān)聯(lián)（contacts）的概念。其工作原理是首先在相鄰節(jié)點間建立關(guān)聯(lián)，當它們移動時，再關(guān)聯(lián)新的相鄰節(jié)點，這樣提高了查詢的效率。與傳統(tǒng)的路由查詢方式不同，這種設(shè)計基本目標不是去優(yōu)化路由或者響應(yīng)延時，而是去減少通信的系統(tǒng)開銷，這一點在能量受限的環(huán)境中非常重要，特別是對于傳感器數(shù)量眾多的網(wǎng)絡(luò)中的一次性查詢(通信的生存時間很短)。文中給出的協(xié)議是可升級的（scalable）、自動配置的，非常適應(yīng)節(jié)點的移動性要求。仿真結(jié)果顯示它比邊緣泛洪法提高效率60-70％，比泛洪法提高效率80-90％，比擴展環(huán)搜索法則有更大的改善。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的分布式定位，文獻[9]比較了三種定位算法：adhoc、魯棒定位、N跳多向法（N-hopmultilateration）。具體選擇哪種算法要取決于某些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，比如差錯分布和連通性等。
并且高密度布置的傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多用戶接口也造成了很高的誤比特率。作為移動通信的兩種基本組網(wǎng)模式之一，移動adhoc網(wǎng)絡(luò)中的傳輸模型是典型的多對多式，而傳感器網(wǎng)中的傳輸模型更偏向于分層次模型（多對一傳輸）。一般來說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點比典型的移動終端或手持設(shè)備有更多的資源受限要求，但對于計算的要求則是可有可無的，當需要執(zhí)行計算任務(wù)時，如果通信成本比計算成本低，計算任務(wù)就被送到中心節(jié)點去執(zhí)行。三、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵性問題1、網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議問題傳感器網(wǎng)絡(luò)受到的安全威脅和移動adhoc網(wǎng)絡(luò)所受到的安全威脅不同，所以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)安全機制不適合此領(lǐng)域，需要開發(fā)針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的專門協(xié)議。一種思想是從維護路由安全的角度出發(fā)，尋找盡可能安全的路由以保證網(wǎng)絡(luò)的安全。文獻[1]指出，如果路由協(xié)議被破壞導(dǎo)致傳送的消息被篡改，那么對于應(yīng)用層上的數(shù)據(jù)包來說沒有任何的安全性可言。文中介紹了一種方法叫“有安全意識的路由”（SAR），其思想是找出真實值和節(jié)點之間的關(guān)系，然后利用這些真實值去生成安全的路由。該方法解決了兩個問題，即如何保證數(shù)據(jù)在安全路徑中傳送和路由協(xié)議中的信息安全性。文中假設(shè)兩個軍官利用按需距離矢量路由。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從1990年代中期發(fā)展起來的新技術(shù)，它把互聯(lián)網(wǎng)上分散的資源融為有機整體。
先假定基站總是正常工作的，并且總是安全的，滿足必要的計算速度、存儲器容量，基站功率滿足加密和路由的要求；通信模式是點到點，通過端到端的加密保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；射頻層總是正常工作?；谝陨锨疤幔湫偷陌踩珕栴}可以總結(jié)為：（1）信息被非法用戶截獲；（2）一個節(jié)點遭破壞；（3）識別偽節(jié)點；（4）如何向已有傳感器網(wǎng)絡(luò)添加合法的節(jié)點。作者提出的方案不采用任何的路由機制。在此方案中，每個節(jié)點和基站分享一個***的64位密匙Keyj和一個公共的密匙KeyBS，當節(jié)點和基站距離超出了預(yù)定距離時，網(wǎng)絡(luò)會在節(jié)點和基站之間選擇一個節(jié)點作為媒介節(jié)點進行接力；發(fā)送端會對數(shù)據(jù)進行加密，接收端接收到數(shù)據(jù)后根據(jù)數(shù)據(jù)中的地址選擇相應(yīng)的密匙對數(shù)據(jù)進行***。這種雙加密方式可以防止暴露節(jié)點數(shù)目和地址，也可以防止數(shù)據(jù)被非法截獲，即使個別節(jié)點被破譯，也只有它自己的密匙泄漏，整個網(wǎng)絡(luò)仍然可以正常工作。文獻[5]中介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的兩種**安全協(xié)議：SNEP(SensorNetworkEncryptionProtocol)和μ;TESLA。SNEP的功能是提供節(jié)點到接收機之間數(shù)據(jù)的鑒權(quán)、加密、刷新，μ;TESLA的功能是對廣播數(shù)據(jù)的鑒權(quán)。實現(xiàn)資源的***共享和有機協(xié)作，使人們能夠透明地使用資源的整體能力并按需獲取信息。青浦區(qū)質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)科技質(zhì)量推薦
資源包括高性能計算機、存儲資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源、**資源、大型數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、傳感器等。楊浦區(qū)網(wǎng)絡(luò)科技誠信互利
美國公司已經(jīng)將其i-Bean無線技術(shù)與“能量獲得（energyharvesting）”技術(shù)結(jié)合在一起，雙方**近展示了一個靠感應(yīng)振蕩能量轉(zhuǎn)換器工作的i-Bean無線發(fā)射機。這種轉(zhuǎn)換器能由在50mg至100mg力作用下的28Hz至30Hz振蕩產(chǎn)生，并允許在30m距離上以115Kb/s速率發(fā)送數(shù)據(jù)（無電池）。該公司還與其他公司合作開發(fā)太陽能電池板來給無線傳感器供電。在能量優(yōu)化研究方面，西安交通大學的黃進宏等在文獻[15]中提出了一種基于能量優(yōu)化的無線傳感網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)組織結(jié)構(gòu)和協(xié)議ALEP。與傳統(tǒng)的無線微傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相比，ALEP更加充分地考慮到實際應(yīng)用。它將一種高效能量控制算法引入組網(wǎng)協(xié)議，提高了網(wǎng)絡(luò)的能量利用率，***延長了無線網(wǎng)絡(luò)的生命周期，增強了網(wǎng)絡(luò)的健壯性。通過對ALEP協(xié)議進行OPNET仿真，結(jié)果顯示該協(xié)議與傳統(tǒng)模式的無線微傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相比，在傳送相同的數(shù)據(jù)量的條件下有更高效的能量特性和信息傳輸特性。四、結(jié)束語雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景十分美好，但由于當前若干技術(shù)難題，還不能走向廣泛應(yīng)用。研究者們在將MEMS與其它電子器件集成到單一芯片的過程中遇到了嚴峻的挑戰(zhàn)。楊浦區(qū)網(wǎng)絡(luò)科技誠信互利
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