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無線認知感測器網路

發布時間: 2022-06-24 10:29:22

⑴ 無線感測器網路體系結構包括哪些部分

感測器網路系統通常包括感測器節點(sensor)、匯聚節點(sink node)和管理節點。大量感測器節點隨機部署在監測區域(sensor field)內部或附近,能夠通過自組織方式構成網路。感測器節點監測的數據沿著其他感測器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳後路由到匯聚節點,最後通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對感測器網路進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。 感測器網路節點的組成和功能包括如下四個基本單元:感測單元(由感測器和模數轉換功能模塊組成)、處理單元(由嵌入式系統構成,包括CPU、存儲器、嵌入式操作系統等)、通信單元(由無線通信模塊組成)、以及電源部分。此外,可以選擇的其它功能單元包括:定位系統、運動系統以及發電裝置等。

⑵ 無線感測器網路的優缺點

一、優點

(1) 數據機密性

數據機密性是重要的網路安全需求,要求所有敏感信息在存儲和傳輸過程中都要保證其機密性,不得向任何非授權用戶泄露信息的內容。

(2)數據完整性

有了機密性保證,攻擊者可能無法獲取信息的真實內容,但接收者並不能保證其收到的數據是正確的,因為惡意的中間節點可以截獲、篡改和干擾信息的傳輸過程。通過數據完整性鑒別,可以確保數據傳輸過程中沒有任何改變。

(3) 數據新鮮性

數據新鮮性問題是強調每次接收的數據都是發送方最新發送的數據,以此杜絕接收重復的信息。保證數據新鮮性的主要目的是防止重放(Replay)攻擊。

二、缺點

根據網路層次的不同,無線感測器網路容易受到的威脅:

(1)物理層:主要的攻擊方法為擁塞攻擊和物理破壞。

(2)鏈路層:主要的攻擊方法為碰撞攻擊、耗盡攻擊和非公平競爭。

(3)網路層:主要的攻擊方法為丟棄和貪婪破壞、方向誤導攻擊、黑洞攻擊和匯聚節點攻擊。

(4)傳輸層:主要的攻擊方法為泛洪攻擊和同步破壞攻擊。

(2)無線認知感測器網路擴展閱讀:

一、相關特點

(1)組建方式自由。

無線網路感測器的組建不受任何外界條件的限制,組建者無論在何時何地,都可以快速地組建起一個功能完善的無線網路感測器網路,組建成功之後的維護管理工作也完全在網路內部進行。

(2)網路拓撲結構的不確定性。

從網路層次的方向來看,無線感測器的網路拓撲結構是變化不定的,例如構成網路拓撲結構的感測器節點可以隨時增加或者減少,網路拓撲結構圖可以隨時被分開或者合並。

(3)控制方式不集中。

雖然無線感測器網路把基站和感測器的節點集中控制了起來,但是各個感測器節點之間的控制方式還是分散式的,路由和主機的功能由網路的終端實現各個主機獨立運行,互不幹涉,因此無線感測器網路的強度很高,很難被破壞。

(4)安全性不高。

無線感測器網路採用無線方式傳遞信息,因此感測器節點在傳遞信息的過程中很容易被外界入侵,從而導致信息的泄露和無線感測器網路的損壞,大部分無線感測器網路的節點都是暴露在外的,這大大降低了無線感測器網路的安全性。

二、組成結構

無線感測器網路主要由三大部分組成,包括節點、感測網路和用戶這3部分。其中,節點一般是通過一定方式將節點覆蓋在一定的范圍,整個范圍按照一定要求能夠滿足監測的范圍。

感測網路是最主要的部分,它是將所有的節點信息通過固定的渠道進行收集,然後對這些節點信息進行一定的分析計算,將分析後的結果匯總到一個基站,最後通過衛星通信傳輸到指定的用戶端,從而實現無線感測的要求。

⑶ 無線感測器網路通信協議的目錄

第1章 無線感測器網路概述
1.1 引言
1.2 無線感測器網路介紹
1.2.1 無線感測器網路體系結構
1.2.2 無線感測器網路的特點和關鍵技術
1.2.3 無線感測器網路的應用
1.3 無線感測器網路路由演算法
1.3.1 無線感測器網路路由演算法研究的主要思路
1.3.2 無線感測器網路路由演算法的分類
1.3.3 無線感測器網路QoS路由演算法研究的基本思想
1.3.4 無線感測器網路QoS路由演算法研究的分類
1.3.5 平面路由的主流演算法
1.3.6 分簇路由的主流演算法
1.4 ZigBee技術
1.4.1 ZigBee技術的特點
1.4.2 ZigBee協議框架
1.4.3 ZigBee的網路拓撲結構
1.5 無線感測器安全研究
1.5.1 無線感測器網路的安全需求
1.5.2 無線感測器網路安全的研究進展
1.5.3 無線感測器網路安全的研究方向
1.6 水下感測器網路
1.7 無線感測器網路定位
1.7.1 存在的問題
1.7.2 性能評價
1.7.3 基於測距的定位方法
1.7.4 非測距定位演算法
1.7.5 移動節點定位
第2章 無線感測器網路的分布式能量有效非均勻成簇演算法
2.1 引言
2.2 相關研究工作
2.2.1 單跳成簇演算法
2.2.2 多跳成簇演算法
2.3 DEEUC成簇路由演算法
2.3.1 網路模型
2.3.2 DEEUC成簇演算法
2.3.3 候選簇頭的產生
2.3.4 估計平均能量
2.3.5 最終簇頭的產生
2.3.6 平衡簇頭區節點能量
2.3.7 演算法分析
2.4 模擬和分析
2.5 結論及下一步工作
參考文獻
第3章 無線感測器網路分簇多跳能量均衡路由演算法
3.1 無線傳輸能量模型
3.2 無線感測器網路路由策略研究
3.2.1 平面路由
3.2.2 單跳分簇路由演算法研究
3.2.3 多跳層次路由演算法研究
3.3 LEACH-L演算法
3.3.1 LEACH-L的改進思路
3.3.2 LEACH-L演算法模型
3.3.3 LEACH-L描述
3.4 LEACH-L的分析
3.5 實驗模擬
3.5.1 評價參數
3.5.2 模擬環境
3.5.3 模擬結果
3.6 總結及未來的工作
3.6.1 總結
3.6.2 未來的工作
參考文獻
第4章 基於生成樹的無線感測器網路分簇通信協議
4.1 引言
4.2 無線傳輸能量模型
4.3 基於時間延遲機制的分簇演算法(CHTD)
4.3.1 CHTD的改進思路
4.3.2 CHTD簇頭的產生
4.3.3 CHTD簇頭數目的確定
4.3.4 CHTD最優簇半徑
4.3.5 CHTD描述
4.3.6 CHTD的特性
4.4 CHTD簇數據傳輸研究
4.4.1 引言
4.4.2 改進的CHTD演算法(CHTD-M)
4.4.3 CHTD-M的分析
4.5 模擬分析
4.5.1 生命周期
4.5.2 接收數據包量
4.5.3 能量消耗
4.5.4 負載均衡
4.6 總結及未來的工作
4.6.1 總結
4.6.2 未來的工作
參考文獻
第5章 基於自適應蟻群系統的感測器網路QoS路由演算法
5.1 引言
5.2 蟻群演算法
5.3 APAS演算法的信息素自適應機制
5.4 APAS演算法的揮發系數自適應機制
5.5 APAS演算法的QoS改進參數
5.6 APAS演算法的信息素分發機制
5.7 APAS演算法的定向廣播機制
5.8 模擬實驗及結果分析
5.8.1 模擬環境
5.8.2 模擬結果及分析
5.9 總結及未來的工作
5.9.1 總結
5.9.2 未來的工作
參考文獻
第6章 無線感測器網路簇頭選擇演算法
6.1 引言
6.2 LEACH NEW演算法
6.2.1 網路模型
6.2.2 LEACH NEW簇頭選擇機制
6.2.3 簇的生成
6.2.4 簇頭間多跳路徑的建立
6.3 模擬實現
6.4 結論及未來的工作
參考文獻
第7章 水下無線感測網路中基於向量的低延遲轉發協議
7.1 引言
7.2 相關工作
7.3 網路模型
7.3.1 問題的數學描述
7.3.2 網路模型
7.4 基於向量的低延遲轉發協議
7.4.1 基於向量轉發協議的分析
7.4.2 基於向量的低延遲轉發演算法
7.5 模擬實驗
7.5.1 模擬環境
7.5.2 模擬分析
7.6 總結
參考文獻
第8章 無線感測器網路數據融合演算法研究
8.1 引言
8.2 節能路由演算法
8.2.1 平面式路由演算法
8.2.2 層狀式路由演算法
8.3 數據融合模型
8.3.1 數據融合系統
8.3.2 LEACH簇頭選擇演算法
8.3.3 簇內融合路徑
8.3.4 環境設定和能耗公式
8.4 數據融合模擬
8.4.1 模擬分析
8.4.2 模擬結果分析
8.5 結論
參考文獻
第9章 無線感測器網路相關技術
9.1 超寬頻技術
9.1.1 系統結構的實現比較簡單
9.1.2 空間傳輸容量大
9.1.3 多徑分辨能力強
9.1.4 安全性高
9.1.5 定位精確
9.2 物聯網技術
9.2.1 物聯網原理
9.2.2 物聯網的背景與前景
9.3 雲計算技術
9.3.1 SaaS軟體即服務
9.3.2 公用/效用計算
9.3.3 雲計算領域的Web服務
9.4 認知無線電技術
9.4.1 傳統的Ad-hoc方式中無線感測器網路的不足
9.4.2 在ZigBee無線感測器網路中的應用
參考文獻
第10章 無線感測器網路應用
10.1 軍事應用
10.2 農業應用
10.3 環保監測
10.4 建築應用
10.5 醫療監護
10.6 工業應用
10.6.1 工業安全
10.6.2 先進製造
10.6.3 交通控制管理
10.6.4 倉儲物流管理
10.7 空間、海洋探索
10.8 智能家居應用

什麼是無線感測器網路

無線感測器是有接收器和發射器。接收器上可以接多個感測器的。輸送都是兩三百米、頻率是2.4GHz。如果需要傳輸更遠的距離的話就需要跳頻了。這樣整個形式就是無線感測器的網路了。

⑸ 無線感測器網路體系結構包括哪些部分,各部分的

結構
感測器網路系統通常包括感測器節點EndDevice、匯聚節點Router和管理節點Coordinator。
大量感測器節點隨機部署在監測區域內部或附近,能夠通過自組織方式構成網路。感測器節點監測的數據沿著其他感測器節點逐跳地進行傳輸,在傳輸過程中監測數據可能被多個節點處理,經過多跳後路由到匯聚節點,最後通過互聯網或衛星到達管理節點。用戶通過管理節點對感測器網路進行配置和管理,發布監測任務以及收集監測數據。
感測器節點
處理能力、存儲能力和通信能力相對較弱,通過小容量電池供電。從網路功能上看,每個感測器節點除了進行本地信息收集和數據處理外,還要對其他節點轉發來的數據進行存儲、管理和融合,並與其他節點協作完成一些特定任務。
匯聚節點
匯聚節點的處理能力、存儲能力和通信能力相對較強,它是連接感測器網路與Internet
等外部網路的網關,實現兩種協議間的轉換,同時向感測器節點發布來自管理節點的監測任務,並把WSN收集到的數據轉發到外部網路上。匯聚節點既可以是一個具有增強功能的感測器節點,有足夠的能量供給和更多的、Flash和SRAM中的所有信息傳輸到計算機中,通過匯編軟體,可很方便地把獲取的信息轉換成匯編文件格式,從而分析出感測節點所存儲的程序代碼、路由協議及密鑰等機密信息,同時還可以修改程序代碼,並載入到感測節點中。
管理節點
管理節點用於動態地管理整個無線感測器網路。感測器網路的所有者通過管理節點訪問無線感測器網路的資源。
無線感測器測距
在無線感測器網路中,常用的測量節點間距離的方法主要有TOA(Time
of
Arrival),TDOA(Time
Difference
of
Arrival)、超聲波、RSSI(Received
Sig
nalStrength
Indicator)和TOF(Time
of
Light)等。

⑹ 感測器中,無線感測器網路的定義,目的,起源是什麼呢

無線感測器網路的定義是:由大量、靜止或移動的感測器節點,以自組織和多跳的方式構成的無線網路,目的是以協作的方式感知、採集、處理和傳輸在網路覆蓋區域內被感知對象的信息,並把這些信息發送給用戶。無線感測器網路起源於美國軍方的研究,它具有自組織、無中心、動態性、多跳網路、硬體資源有限、能量受限、大規模網路、以數據為中心的特點,綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、網路與通信技術、分布式信息處理技術等多種技術,體現了多個學科的相互融合。

⑺ 請問誰知道無線感測器網路有哪些用途,謝謝!

無線感測器網路的主要用途 :

1.環境監測
隨著人們對於環境問題的關注程度越來越高,需要採集的環境數據也越來越多,無線感測器網路的出現為隨機性的研究數據獲取提供了便利,並且還可以避免傳統數據收集方式給環境帶來的侵入式破壞。比如,英特爾研究實驗室研究人員曾經將32個小型感測器連進互聯網,以讀出緬因州"大鴨島"上的氣候,用來評價一種海燕巢的條件。無線感測器網路還可以跟蹤候鳥和昆蟲的遷移,研究環境變化對農作物的影響,監測海洋、大氣和土壤的成分等。此外,它也可以應用在精細農業中,來監測農作物中的害蟲、土壤的酸鹼度和施肥狀況等。
2.醫療護理
羅徹斯特大學的科學家使用無線感測器創建了一個智能醫療房間,使用微塵來測量居住者的重要徵兆(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。英特爾也推出了基於WSN的家庭護理技術。該技術是做為探討應對老齡化社會的技術項目Center for Aging Services Technologies(CAST)的一個環節開發的。該系統通過在鞋、傢具以家用電器等家中道具和設備中嵌入半導體感測器,幫助老齡人士、阿爾茨海默氏病患者以及殘障人士的家庭生活。利用無線通信將各感測器聯網可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理。而且還可以減輕護理人員的負擔。英特爾主管預防性健康保險研究的董事Eric Dishman稱,"在開發家庭用護理技術方面,無線感測器網路是非常有前途的領域"。
3.軍事領域
由於無線感測器網路具有密集型、隨機分布的特點,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中,使其非常適合應用於惡劣的戰場環境中,包括偵察敵情、監控兵力、裝備和物資,判斷生物化學攻擊等多方面用途。美國國防部遠景計劃研究局已投資幾千萬美元,幫助大學進行"智能塵埃"感測器技術的研發。哈伯研究公司總裁阿爾門丁格預測:智能塵埃式感測器及有關的技術銷售將從2004年的1000萬美元增加到2010年的幾十億美元。
目標跟蹤
DARPA支持的Sensor IT項目探索如何將WSN技術應用於軍事領域,實現所謂「超視距」戰場監測。UCB的教授主持的Sensor Web是Sensor IT的一個子項目。原理性地驗證了應用WSN進行戰場目標跟蹤的技術可行性,翼下攜帶WSN節點的無人機(UAV)飛到目標區域後拋下節點,最終隨機布撤落在被監測區域,利用安裝在節點上的地震波感測器可以探測到外部日標,如坦克、裝甲車等,並根據信號的強弱估算距離,綜合多個節點的觀測數據,最終定位目標,並繪制出其移動的軌跡。雖然該演示系統在精度等方面還遠達不到裝備部隊用於實戰的要求,這種戰場偵察模式尚未應用於實戰,但隨著美國國防部將其武器系統研製的主要技術目標從精確制導轉向目標感知與定位,相信WSN提供的這種新穎的戰場偵察模式會受到軍方的關注。
4.其他用途
WSN還被應用於一些危險的工業環境如井礦、核電廠等,工作人員可以通過它來實施安全監測。也可以用在交通領域作為車輛監控的有力工具。此外和還可以在工業自動化生產線等諸多領域,英特爾正在對工廠中的一個無線網路進行測試,該網路由40台機器上的210個感測器組成,這樣組成的監控系統將可以大大改善工廠的運作條件。它可以大幅降低檢查設備的成本,同時由於可以提前發現問題,因此將能夠縮短停機時間,提高效率,並延長設備的使用時間。盡管無線感測器技術仍處於初步應用階段,但已經展示出了非凡的應用價值,相信隨著相關技術的發展和推進,一定會得到更大的應用。

⑻ 什麼是無線感測器網路

無線感測器的無線傳輸功能,常見的無線傳輸網路有RFID、ZigBee、紅外、藍牙、GPRS、4G、2G、Wi-Fi、NB-IoT。
與傳統有線網路相比,無線感測器網路技術具有很明顯的優勢特點,主要的要求有: 低能耗、低成本、通用性、網路拓撲、安全、實時性、以數據為中心等。

⑼ 典型的無線感測器網路節點有哪些

無線感測器網路是大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路,其目的是協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內感知對象的監測信息,並報告給用戶。
它的英文是Wireless
Sensor
Network,
簡稱WSN。
大量的感測器節點將探測數據,通過匯聚節點經其它網路發送給了用戶。
在這個定義中,感測器網路實現了數據採集、處理和傳輸的三種功能,而這正對應著現代信息技術的三大基礎技術,即感測器技術、計算機技術和通信技術。
典型的無線感測器網路一般包括三個節點:感測器節點(Sensor
node)、匯聚節點(Sink
node)和任務管理節點。
詳細內容可以去飛瑞敖論壇查找。

⑽ 無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在哪些方面

無線感測器網路與互聯網的區別主要體現在包含層次和識別方式上的不同

無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,它的末梢是可以感知和檢查外部世界的感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信,因此網路設置靈活,設備位置可以隨時更改,還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。

互聯網是利用局部網路或互聯網等通信技術把感測器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起,形成人與物、物與物相聯,實現信息化、遠程管理控制和智能化的網路。

無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路。

以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內被感知對象的信息,並最終把這些信息發送給網路的所有者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。

無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。