传感器网络论文.doc

题目设计和部署无线传感器网络所面临的挑战和困难二级学院电子信息与自动化学院专业电子信息工程班级 109070202 姓名_ 赛娜学号 ********** 指导教师杨如民时间 2. 03 设计和部署无线传感器网络所面临的挑战和困难【摘要】近年来,科技发展的速度越来越快,无线通信、集成电路、传感器和微机电系统(MEMS) 以及数字电子学越来越成熟,这一系列的进展使开发低功耗、小体积、低成本和多功能的无线短距离通信传感器模块成为了可能,多个这样的模块节点相互协作完成感知、采集和处理网络覆盖区域里的被监测对象的信息,这就形成了一个基于无线传感器的网络,即无线传感器网络。本文对无线传感器网络网络的发展、主要应用领域、研究的热点与难点和主要发展趋势等方面对无线传感器网络进行介绍,使人们了解无线传感器网络,了解其在生产和生活中的重要作用。【关键词】无线传感器网络;协议;安全【英文摘要】Recent advancement munications and electronics has enabled the development and application oflow-cost, energy efficient and multi-function wireless work (WSN). Since most work applications have strict security requirements, security isa critical issue works. This paper analyzes the security problems faced byeach layer ofthe protocol stack ofwireless work, and discusses the key techniques tosolve these problems. 【英文关键字】wireless work; protocol; security 一、背景: 我们生活在一个布满传感器的世界里。在我们工作的大厦中,安放了用于监视温度、占用情况、烟雾和火、以及安全的传感器。我们的座驾所包含的传感器即使没有几百个,至少也有数十个,它们负责监测引擎性能、制动和乘客安全设备…等等。制造环境也需要传感器,因为您无法控制自己所不能测量的参数。在制造产品的同时要满足安全、质量和效率目标必须使用大量的传感器。在过去不长的几十年里,传感器的尺寸大为缩小,同时价格和功率也有所降低, 这部分得益于摩尔定律(Moore ’sLaw) 和MEMS 革命的推动。不幸的是,传感器的安装成本却没有同步下降。与用于传输电力和数据的电线布设成本相比,传感器本身的成本通常就是“小菜一碟”了。以离我们最近的电灯开关为例:即使在新的建筑物中,一个价值 1美元的开关其电线排布成本也可达到 50美元,其中大部分是人工费用。而如果想把这个开关移到相邻的墙壁,那么这种翻新改造的代价则高得多了。在工业过程自动化中,可接受的经验法则是:安装一个传感器的成本为 10000 美元, 即使只是一个简单的开关也不例外。在这种造价昂贵的环境中,许多传感器只是将数据报告给一个局部控制器——当安装有几百或几千个传感器时,几乎或根本无法获知“全局”。人们需要的是一种廉价和可靠的网络传感器方式。几乎从马可尼(Marconi) 时代起,人们就已经开始使用无线方式传输来自传感器的数据,获得了复杂的结果。传统上,此类链路采用线路供电并且是点对点型的, 常常具有因环境条件而致的时变可靠性。这虽然适合于某些应用,然而对于多数应用而言局限性却很大。无线传感器主要由传感部件、数据处理部件、通信部件和电源部件四大部件构成。由于在无线传感器网络中需要大规模配置传感器,为了降低成本,传感器一般都是资源十分受限的系统,典型的传感器节点通常只有几兆或十几兆赫兹的处理能力,十几千字节的存储空间,带宽也十分有限,图 1列举了典型的传感器节点 Smart Dust 的性能参数。同时,由于大多数应用环境中,传感器节点无法重新充电,且其本身所能携带的电量也十分有限,因此能量有限也是传感器网络应用的另一个重要限制因素。在传感器网络中,节点任意散落在被监测区域内,节点以自组织形式构成网络, 通过多跳中继方式将监测数据传到基站节点(Sink) 或者基站,最终借助长距离或临时建立的 Sink 链路将整个区域内的数据传送到远程中心进行集中处理。无线传感器网络的结构如图 1所示。虽然无线传感器网络采用 adhoc 方式组织网络,但是相对于 adhoc 网络,无线传感器网具有以下特点: 网络规模更为庞大,节点数目更多; 节点密集分布在目标区域; 网络的拓扑结构变化快; 网络节点易失效; 通常节点没有统一的身份(