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目前无线传感器网络广泛应用领域有

发布时间:2022-10-11 00:49:28

① 硕士论文开题报告

随着个人素质的提升,需要使用报告的情况越来越多,报告具有成文事后性的特点。写起报告来就毫无头绪?下面是我整理的硕士论文开题报告,仅供参考,欢迎大家阅读。

课题名称:基于信任管理的WSN安全数据融合算法的研究

一、立论依据

课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值。

1、课题来源。

国家自然科学基金资助项目(60873199)。

2、选题依据。

无线传感器网络具有硬件资源(存储能力、计算能力等)有限,电源容量有限,拓扑结构动态变化,节点众多难于全面管理等特点,这些特点给理论研究人员和工程技术人员提出了大量具有挑战性的研究课题,安全数据融合即为其一。虽然目前的研究已经取得了一些成果,但仍然不能满足应用的需求。无线传感器网络是以数据为中心的网络,如何保证其数据融合的安全性还是一个有待解决的问题。基于此,提出了本课题的研究。

3、背景情况。

微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步,推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。无线传感器网络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感知对象的信息,并发送给数据处理中心或基站。传感器网络被广泛的应用于军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通,以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。

传感器网络由大量传感器节点组成,收集的信息量大,存在冗余数据。传感器节点的计算能力、存储能力、通信能量以及携带的能量都十分有限,数据融合就是针对冗余数据进行网内处理,减少数据传输量,是减少能耗地重要技术之一。传感器网络中,将路由技术与数据融合技术结合是一个重要的问题。数据融合可以减少数据量,减轻数据汇聚过程中的网络拥塞,协助路由协议延长网络的生存时间。因而可以数据为中心的路由技术中应用数据融合技术。在战场等非可信环境或对可靠性要求非常高的环境中,数据融合也带来了风险。例如,敌人可以俘获节点获取节点中的所有信息,从而完全控制节点的行为,伪造和篡改数据。传统网络中的安全技术需要大量的存储空间和计算量,不适合能量、计算能力、存储空间都十分有限的传感器网络。因此必须设计适合传感器网络具有较强安全性的数据融合技术。

4、课题研究目的。

通过对无线传感器网络安全数据融合技术的研究,消除传感器中存在的、大量冗余数据,有效节省传感器节点能量消耗,延迟节点和网络的工作寿命,在有节点被捕获成为恶意节点情况下,及时检测恶意节点,消除恶意节点发送的恶意数据对数据融合的不良影响,保障了传感器网络数据融合过程的可靠性,维护传感器网络的正常工作。

5、理论意义。

无线传感器网络安全技术的研究涵盖了非常多的研究领域,安全数据融合技术是其中一个重要研究课题。本文把信任管理机制加入到传感器网络安全数据融合过程中,研究设计一种传感器节点信任值的计算方法,有效识别节点状态,实现可靠的数据融合。

6、实际应用价值。

对于工作在敌方环境中的无线传感器网络,传感器节点容易被地方捕获成为恶意节点,节点内存储的密钥等加密暴露,导致传统的基于加密和认证的无线传感器网络安全措施失效,在这种情况下,本研究可以可以及时识别恶意节点,保证传感器网络数据融合的可靠性,有效减少网络负载,延长网络工作寿命。

二、文献综述

国内外研究现状、发展动态;所阅文献的查阅范围及手段。

1、国内外研究现状、发展动态。

传感器网络与众不同的特点导致传感器网络与传统网络有极大不同。传感器网络的安全数据汇聚是要解决加密传输和数据汇聚的协调问题,实现数据的安全处理和传输。传统有线网络和无线网络的安全技术并不适用于传感器网络,这吸引了众多研究人员研究适合传感器网络的安全技术,并且提出了许多适合传感器网络的安全技术。安全数据融合算法是WSN安全性研究的重要方面,一直以来受到研究人员的重视,并取得了一定的研究成果。目前已有的研究成果如下:

(1)PerrigA等人提出了一种有效的WSN数据加密方法和广播认证方法,为WSN安全性研究作出了基础性工作。

(2)CAMH等人提出了一种基于模式码的能量有效安全数据融合算法,算法用簇头节点通过自定义的模式码的选取来组织传感器节的发送冗余数据实现数据融合,并且使用同态加密体重保证了数据在传输过程中的机密性。改方法对于每类数据类型需要保存和维护一个查找表,一旦查找表信息暴露,该安全方案将会失效。

(3)PrzydatekB等人提出的基于数据统计规律的数据融合算法,算法使用高效的`抽样和迭代的证明来保证有多个恶意节点发送错误数据的情况下,保证基站能够判定查询结果的准确性。但是该方法对于每种聚集函数都需要一个复杂的算法,为证明数据准确性,聚集节点需向基站发送大量参数,能量消耗太大。

(4)MahimkarA等人研究在WSN中使用椭圆曲线密码实现数据加密和安全数据融合。但是在传感器节的十分有限的情况下,使用公钥密码体系使节点能量消耗更加迅速,缩短网络的寿命。

WSN的信任管理是在WSN管理的基础上提出的,主要研究对节点进行信任值评估,借助信任值增强WSN的安全性。传统的基于密码体系的安全机制,主要用来抵抗外部攻击。假如节点被捕获,节点存储的密钥信息将泄漏,使密码体系失效。WSN信任管理作为密码体系的补充可以有效的抵抗这种内部攻击。将信任管理同WSN的安全构架相结合,可以全面提高WSN各项基础支撑技术的安全性和可靠性。

近年来,WSN信任管理受到了越来越多的关注,取得了一定的研究成果。

(1)Ganeriwal等人提出的RFSN是一个较为完整的WSN信任管理系统,该模型使用直接信息和坚决信息来更新节点的信誉,节点根据得到的信誉信息来选择是否和其他节点合作。可以建立仅由可信节点组成的网络环境。

(2)Garth等人中将信任管理用于簇头选举,采取冗余策略和挑战应答手段,尽可能的保证选举出的簇头节点为可信节点。

(3)Krasniewski提出了TIBFIT算法将信任用于WSN容错系统,把信任度作为一个参数融入到数据融合的过程中,提高对感知事件判断的准确率,其提出的信任度计算方法比较的简单。

无线传感器网络需要采取一定的措施来保证网络中数据传输的安全性。就目前的研究来看,对无线传感器网络安全数据融合技术和信任管理机制都取得了一些研究成果,但是如何使用信任管理机制保证安全的数据融合的研究并不多见,许多问题还有待于进一步深入研究。

2、所阅文献的查阅范围及手段。

充分利用校内图书馆资源、网络资源以及一些位于科技前沿的期刊学报。从对文献的学习中掌握足够的理论依据,获得启发以用于研究。

三、研究内容

1、研究构想与思路。

在本项目前期工作基础上建立WSN三级簇结构模型,节点分为普通节点,数据融合节点(免疫节点),簇头节点。在常规加密算法的基础上完成节点身份认证,通过消息认证码或数字水印技术保证传感器节点传送数据的真实性。上级节点保存下级节点的信任值,信任度的计算建立在传送数据的统计分析之上。节点加入网络后先初始化为一定的信任值,每轮数据发送时,接收节点收集数据后,量化数据的分布规律,主要包括单个节点历史数据分布规律和节点间数据差异的分析,确定数据分布模型(如正态分布、beta分布等),建立计算模型以确定节点间的信任值。信任值确定后,数据融合节点将普通节点按照不同的信任度进行分类,选取可信节点传送的数据按查询命令进行数据融合,将结果传送到簇头。簇头同样计算融合节点的信任度,保证数据融合节点的可靠性,计算最终数据查询结果,使用Josang信任模型给出结果的评价。各数据融合节点之间保持通信,通过对比数据的一致性确保簇头节点的可靠。

2、主要研究内容。

(1)设计有效的节点信任值计算方法,网络工作一段时间后,所有正常节点具有较高信任度,异常节点具有较低信任度,可初步判定为恶意节点。

(2)当融合节点或簇头节点发生异常时能及时发现异常,并上报基站。

(3)过滤异常数据和恶意数据,尽量减少因节点被捕获而对感知数据结果造成的影响。

(4)计算最终数据融合结果并且对最终数据融合结果做出评价来反映该结果的的可靠程度,供基站参考。

(5)进行算法的能量分析。

3、拟解决的关键技术。

(1)建立WSN一个簇内数据传送的三层簇结构模型,节点密集部署。

(2)模拟工作过程中节点被捕获成为恶意节点,恶意节点可能发送和真实数据差别较大的数据,也能发送和真实数据差别不大但会影响融合结果的数据。

(3)计算并更新传感器节点的信任值,分析信任值的有效性。

(4)记录各节点传送数据值,并与实际值进行比较,分析融合数据的准确性。测试当有较多节点被捕获时算法的工作效果。

4、拟采取的研究方法。

查阅国内外大量有关无线传感器网络数据融合技术和信任管理技术方面的文献,分析当前无线传感器网络安全领域的发展现状与未来。借鉴在该领域已经取得的研究成果和经验,系统而深入的研究在无线传感器网络数据融合中使用信任管理机制的主要问题。通过对已有的安全数据融合技术进行总结和分析,结合无线传感器网络自身的特点,设计出一种基于信任管理的无线传感器网络安全数据融合算法。

5、技术路线。

本课题尝试使用信任管理机制来保障在无线传感器网络中实现安全的数据融合,在现有的对无线传感器网络安全数据融合技术的研究基础上,与信任管理技术相结合,期望能够对传感器网络安全数据融合提出有效的解决方案。针对课题中的技术难点,通过查阅资料、向导师请教以及与项目组同学讨论的形式来解决。

6、实施方案。

(1)在Windows平台下使用omnet++进行仿真实验。

(2)建立无线传感器网络一个簇内数据传送的三层结构模型,节点密集部署。

(3)模拟无线传感器网络受到攻击时时的数据发送,根据数据统计规律计算和更新节点信任值。

(4)把节点按信任值分类,检测识别恶意节点。

(5)根据节点信任值选择有效数据完成数据融合。

7、可行性分析。

(1)理论知识积累:通过广泛阅读无线传感器网络数据融合技术方面的文献形成了一定量的理论知识储备,为课题的研究奠定基础。

(2)技术积累:熟悉OMNeT++网络仿真软件,具有一定的C++编程能力。

(3)技术合作:研究过程中遇到难以解决的问题时,可以向指导老师请教解决问题的基本思路。对项目相关课题有疑问时,可以向项目组同学请教。对实验平台的建立及使用有疑问时,可以和项目组同学共同讨论解决。

② 无线传感器有哪些应用实例

随着物联网无线传感器技术不断提高,越来越得到广泛应用,主要用于石油化工,电力,工业制造,医药,农业,养殖,市政等领域,不仅提高了工作效率,还降低了生产成本。这里,小编结合用户实际需求盘点了联网无线传感器技术的十大典型应用实例。

一、EMS能源数据无线监控
针对美的集团的一个总厂,下面有7个分厂(总装一分厂、总装二分厂、总装三分厂、轻商分厂、注塑分厂、电子分厂、部装分厂)的监控和信息分析。
1、实现对各分厂的各线体现场电能表、各种流量计量表(如压缩空气流量、石油气流量、氧气流量、氮气流量等)的实时数据采集及监控
2、实现各分厂的各线体的用电量、用压缩空气量、用石油气量、用氮气量、用氧气量等的计算、统计、分析
3、实现统计报表功能、实时数据和状态显示功能、历史和实时曲线功能、远程控制功能、管理功能、冗余功能
4、要求系统具有良好的开放性,可以与其它信息系统等进行数据交换
二、地下管沟水位监测
为了确保上海迪斯尼乐园整个园区后期的安全运营,需要对供排水管道网络进行科学周到的监控管理。
1、一共有六个点需要监测地下管沟的水位。
2、当水位超标时,将信号上传至电脑或手机上。
三、电厂管网压力、流量、温度无线监控
广东罗定电厂管网压力、流量、温度无线监测主要监测管网的压力、流量、温度,以及阀门开度等等参数,并在需要时对阀门进行开、关操作。该系统由监控中心、通信网路、测控终端等组成。
各个管网监测点的数据采集终端可监视和采集温度、压力、流量等等参数,同时具备远程控制功能,可进行管网阀门的开关调度及显示。数据存入数据库供控制中心及有关部门分析和决策取用,并能保存至少两年以上,提高工作效率。

③ 无线传感器网络可广泛应用于哪些领域

早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常上世纪70年代,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据颁布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、处理单元和通信模块的节点,各节点通过协议自组成一个分布式网络,再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。

④ 无线传感器,主要应用在哪些方面

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1.环境的监测和保护
随着人们对于环境问题的关注程度越来越高,需要采集的环境数据也越来越多,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。比如,英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网,以读出缅因州大鸭岛上的气候,用来评价一种海燕巢的条件。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。罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房间,使用微尘来测量居住者的重要征兆(血压、脉搏和呼吸)、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。英特尔公司也推出了无线传感器网络的家庭护理技术。该技术是做为探讨应对老龄化社会的技术项目(CAST)的一个环节开发的。该系统通过在鞋、家具以家用电器等家中道具和设备中嵌入半导体传感器,帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士的家庭生活。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。英特尔主管预防性健康保险研究的董事EricDishman称,在开发家庭用护理技术方面,无线传感器网络是非常有前途的领域。
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。美国国防部远景计划研究局已投资几千万美元,帮助大学进行智能尘埃传感器技术的研发。哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测:智能尘埃式传感器及有关的技术销售将从2004年的1000万美元增加到2010年的几十亿美元。
4.其他用途
无线传感器网络还被应用于其他一些领域。比如一些危险的工业环境如井矿、核电厂等,工作人员可以通过它来实施安全监测。也可以用在交通领域作为车辆监控的有力工具。此外和还可以在工业自动化生产线等诸多领域,英特尔正在对工厂中的一个无线网络进行测试,该网络由40台机器上的210个传感器组成,这样组成的监控系统将可以大大改善工厂的运作条件。它可以大幅降低检查设备的成本,同时由于可以提前发现问题,因此将能够缩短停机时间,提高效率,并延长设备的使用时间。尽管无线传感器技术目前仍处于初步应用阶段,但已经展示出了非凡的应用价值,相信随着相关技术的发展和推进,一定会得到更大的应用。

⑤ 简述无线传感网发展历史的阶段划分和各阶段的技术特点

无线传感器
无线传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池或振动发电机提供电源,构成无线传感器网络节点。它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关,直接送入计算机,进行分析处理。如果需要,无线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。
发展历程
早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接CONTROLENGINEERING China版权所有,无线传感器网络逐渐形成。
无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国,非常重视无线传感器网络的发展CONTROLENGINEERING China版权所有,IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展,波士顿大学(BostonUnversity)还于最近创办了传感器网络协会(Sensor Network Consortium),期望能促进传感器联网技术开发。除了波士顿大学,该协会还包括BP、霍尼韦尔(Honeywell)、Inetco Systems、Invensys、L-3Communications、Millennial Net、Radianse、Sensicast Systems及Textron Systems。美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时,更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术,《商业周刊》预测的未来四大新技术中,无线传感器网络也列入其中。可以预计,无线传感器网络的广泛是一种必然趋势,它的出现将会给人类社会带来极大的变革。
应用现状
虽然无线传感器网络的大规模商业应用CONTROLENGINEERING China版权所有,由于技术等方面的制约还有待时日,但是最近几年,随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小,已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。目前无线传感器网络的应用主要集中在以下领域:
1 环境的监测和保护
随着人们对于环境问题的关注程度越来越高,需要采集的环境数据也越来越多,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。比如,英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网,以读出缅因州"大鸭岛"上的气候,用来评价一种海燕巢的条件。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控制工程网版权所有,来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。

⑥ 传感器应用领域有哪些

传感器应用领域有哪些? 传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品和专用设备等。 ① 专用设备 专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用的专业电子设备。目前医疗领域是传感器销售量巨大、利润可观的新兴市场,该领域要求传感器件向小型化、低成本和高可靠性方向发展。 ② 工业自动化 工业领域应用的传感器,如工艺控制、工业机械以及传统的;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)的;测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的,以及传统的接近/定位传感器发展迅速。 ③ 通信电子产品 手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,彩屏手机和摄像手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。此外,应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。 ⑤ 汽车工业 现代高级轿车的电子化控制系统水平的关键就在于采用压力传感器的数量和水平,目前一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只,种类通常达30余种,多则达百种。

⑦ 什么是无线传感器网络

无线传感器的无线传输功能,常见的无线传输网络有RFID、ZigBee、红外、蓝牙、GPRS、4G、2G、Wi-Fi、NB-IoT。
与传统有线网络相比,无线传感器网络技术具有很明显的优势特点,主要的要求有: 低能耗、低成本、通用性、网络拓扑、安全、实时性、以数据为中心等。

⑧ 物联网的主要技术有哪些

物联网技术涵盖感知层、网络层、平台层和应用层四个部分。

感知层的主要功能就是采集物理世界的数据,其是人类世界跟物理世界进行交流的关键桥梁。比如在智能喝水领域会采用一种流量传感器,只要用户喝水,流量传感器就会立即采集到本次的喝水量是多少,再比如小区的门禁卡,先将用户信息录入中央处理系统,然后用户每次进门的时候直接刷卡就行。(了解更多智慧人脸识别解决方案,欢迎咨询 汉玛智慧)

网络层主要功能就是传输信息,将感知层获得的数据传送至指定目的地。物联网中的“网”字其实包含了2个部分:接入网络、互联网。以前的互联网只是打通了人与人之间的信息交互,但是没有打通人与物或物与物之间的交互,因为物本身不具有联网能力。后来发展出将物连接入网的技术,我们称其为设备接入网,通过这一网络可以将物与互联网打通,实现人与物和物与物之间的信息交互,大大增加了信息互通的边界,更有利于通过大数据、云计算、AI智能等先进技术的应用来增加物理和人类世界的丰富度。

平台层可为设备提供安全可靠的连接通信能力,向下连接海量设备,支撑数据上报至云端,向上提供云端API,服务端通过调用云端API将指令下发至设备端,实现远程控制。物联网平台主要包含设备接入、设备管理、安全管理、消息通信、监控运维以及数据应用等。

应用层是物联网的最终目的,其主要是将设备端收集来的数据进行处理,从而给不同的行业提供智能服务。目前物联网涉及的行业众多,比如电力、物流、环保、农业、工业、城市管理、家居生活等,但本质上采用的物联网服务类型主要包括物流监控、污染监控、智能交通、智能家居、手机钱包、高速公路不停车收费、远程抄表、智能检索等。

⑨ 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。

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