无线传感器网络技术论文(2)
无线传感器网络技术论文篇二
无线传感器网络技术研究
摘要： 无线传感器网络是一种新型的无基础设施的无线网络，具有与传统网络不同的特点，且与应用高度相关。传统网络中的安全机制不能有效应用于无线传感器网络，需要建立信任管理模型来保证网络的安全性。本文首先介绍了无线传感器网络的特点和建立信任管理模型需要考虑的关键问题，然后分析了一些较为典型的信任管理模型。最后，总结了无线传感器网络中信任管理的研究现状以及未来的发展方向。
一、无线传感器网络信任管理研究的关键问题
由于无线传感器网络计算能力、存储容量和电池能量等方面受限，对信任管理模型的研究提出了更高的挑战。将信任管理应用到无线传感器网络，需要综合考虑以下几个问题:
1.如何对信任管理相关算法进行优化，以减少其所需的各种计算、存储和通信资源。这样才能将信任管理更快更好的应用在资源受限的传感器网络中。
2.如何在信任评估中提高模型对网络拓扑动态变化的适应能力。由于节点的移动、被敌方控制等原因，使得网络拓扑经常变化，这样很难对移动节点的行为进行持续观察，从而导致对该节点的采集的信任评估数据不完整、不连续，以至影响信任评估结果的准确性。
3.如何提高信任管理对信任欺骗行为的识别能力，增强其自身的抗攻击能力。只有信任管理模型没有受到攻击，才可能保证信任信息的机密性、完整性，从而得到真实的信任评估结果。
二、无线传感器网络系统概述
无线传感器网络是由大量的密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。由于传感器节点数量众多，部署时只能采用随机投放的方式，传感器节点的位置不能预先确定;在任意时刻，节点间通过无线信道连接，采用多跳(mult i2hop)、对等(peer topeer)通信方式，自组织网络拓扑结构;传感器节点间具有很强的协同能力，通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交换来完成全局任务。由大量的功能相同或不同的无线传感器节点、接收发送器(sink)、Internet或通信卫星、任务管理节点等部分组成的一个多跳的无线网络。传感器节点散布在指定的感知区域内，每个节点都可以收集数据，并通过多跳路由方式把数据传送到Sink。Sink也可以用同样的方式将信息发送给各节点。
三、WSN的其它研究热点
1.系统定位。考虑到大多数的传感器网络应用场景,获得传感器的绝对或相对位置是十分重要的。但是坦言之,获得详细的位置信息并非是轻易的。利用外部类似GPS的源,通过射频或射频与超声波相结合的技术可以实现系统定位。作为军事上的应用则可以结合我国的北斗双星定位系统实现目标的精确定位与追踪。
2.时间同步。在基于TDMA方式的通讯和时间相关的监测任务中,工作节点的时钟需要保持同步。然而只有整个网络内存在大量可利用的时标情况下,在庞大的网络中维持一个全局性的时间标准才是可行的显然这种方式并不适合于WSN,最好的解决策略是节点维护自身的时钟。WSN时间同步方案应该在系统中建立一个本地时钟与其它时钟相关的偏移参数表,在数据转发过程中利用这些参数进行本地与远地时间比较。事实上时间参数变换可以封装进数据包,即节点能够在转发数据过程中持续进行时间变换以保证每一跳中能与本地时钟一致。然而要在WSN中实现高精度的时间同步仍是一个技术难点,有待于进一步深入的研究工作。
3.容错性。由于周围物理环境或其自身能量耗尽传感器就会失效,对于替换传感器可能性不大的情况下,整个WSN必须能够在其应用过程中及时屏蔽掉发生故障的传感器。容错过程可以在数据替换中实现(例如SPIN协议),但该过程要消耗能量。因此出现数据替换和能量利用矛盾的冲突,故衡量替换与功耗的优先权在于实际应用情况。
四、无线传感器网络的应用
无线传感器网络可探测包括地震、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使它可以应用到军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。
1.环境的监测和保护无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利，并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。无线传感器网络还可以跟踪候鸟和昆虫的迁移，研究环境变化对农作物的影响，监测海洋、大气和土壤的成分等。此外，它也可以应用在精细农业中，来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。
2.医疗护理无线传感器网络在医疗研究、护理领域也可以大展身手。利用无线通信将各传感器联网可高效传递必要的信息从而方便接受护理。而且还可以减轻护理人员的负担。
3.军事领域由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，使其非常适合应用于恶劣的战场环境中，包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资，判断生物化学攻击等多方面用途。
由于传感器网络是一门新兴技术,国内与国际水平的差距并不很大,及时开展这项对人类未来生活影响深远的前沿科技的研究,对整个国家的社会、经济都有重大的战略意义,伴随着能耗等关键问题的解决,无线传感器网络技术必将广泛应用于军事、工业、民用等众多领域。
参考文献：
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