无线传感器网络技术学习收获

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2. 传感器中，无线传感器网络的定义,目的,起源是什么呢

无线传感器网络是一种由许多静止或移动的传感器节点构成的自组织无线网络。这些节点通过多跳方式互相连接，协作感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内被感知对象的信息，最终将这些信息传递给用户。无线传感器网络最早源于美国军方的研究，其目的在于通过先进的技术手段提升监控和数据收集能力。

无线传感器网络具有多种特点，包括自组织性、无中心化、动态性、多跳网络结构、硬件资源有限、能量受限、大规模网络结构以及以数据为中心。这些特性使得无线传感器网络能够灵活适应各种环境和应用场景。网络中的传感器节点可以互相通信，无需中央控制，具有很高的灵活性和鲁棒性。

无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、网络与通信技术以及分布式信息处理技术等多种技术，体现了多学科的交叉融合。传感器技术用于获取物理环境中的数据，嵌入式计算技术用于处理和分析这些数据，网络与通信技术用于传输数据，而分布式信息处理技术则用于实现网络内部的信息共享和协作。

无线传感器网络的发展不仅推动了技术的进步，也促进了多个学科的深入研究。它在军事、环境监测、智能交通、医疗健康、智能家居等多个领域展现出巨大的应用潜力。通过集成这些先进技术，无线传感器网络能够实现对复杂环境的全面感知和智能管理，为人类社会带来了前所未有的便利。

3. 什么是无线传感器网络

无线传感器网络是一种分布式传感网络，通过无线通信技术将大量传感器节点以自由式组织结合而成的网络形式。

其主要特点包括：

• 网络设置灵活：无线传感器网络的节点可以自由组织，设备位置可以随时更改，提供了极大的灵活性。

• 多跳自组织网络：通过无线通信方式，传感器节点之间可以形成多跳通信路径，构成自组织网络。

构成传感器节点的单元主要有：

• 数据采集单元：负责采集监测区域内的信息，如光强度、大气压力、湿度等，并将其转换为电信号或数字信号。

• 数据传输单元：主要负责无线通信，交流和发送接收采集到的数据信息，确保数据在网络中的有效传输。

• 数据处理单元：处理所有节点的路由协议、管理任务以及定位装置等，是传感器节点的“大脑”。

• 能量供应单元：通常采用微型电池，以缩减传感器节点占据的面积，提供必要的电能支持。

无线传感器网络中的节点分为：

• 汇聚节点：作为网关，能够在传感器节点中剔除错误的报告数据，并结合相关数据报告进行数据融合，对发生的事件进行判断。汇聚节点还能与用户节点通过广域网络或卫星直接通信，处理收集到的数据。

综上所述，无线传感器网络是一种高度集成、灵活多变的网络形式，广泛应用于环境监测、军事侦察、智能家居等领域。

4. 无线传感器网络的优缺点

一、优点

(1) 数据机密性

数据机密性是重要的网络安全需求，要求所有敏感信息在存储和传输过程中都要保证其机密性，不得向任何非授权用户泄露信息的内容。

(2)数据完整性

有了机密性保证，攻击者可能无法获取信息的真实内容，但接收者并不能保证其收到的数据是正确的，因为恶意的中间节点可以截获、篡改和干扰信息的传输过程。通过数据完整性鉴别，可以确保数据传输过程中没有任何改变。

(3) 数据新鲜性

数据新鲜性问题是强调每次接收的数据都是发送方最新发送的数据，以此杜绝接收重复的信息。保证数据新鲜性的主要目的是防止重放(Replay)攻击。

二、缺点

根据网络层次的不同，无线传感器网络容易受到的威胁：

（1）物理层：主要的攻击方法为拥塞攻击和物理破坏。

（2）链路层：主要的攻击方法为碰撞攻击、耗尽攻击和非公平竞争。

（3）网络层：主要的攻击方法为丢弃和贪婪破坏、方向误导攻击、黑洞攻击和汇聚节点攻击。

（4）传输层：主要的攻击方法为泛洪攻击和同步破坏攻击。

(4)无线传感器网络技术学习收获扩展阅读：

一、相关特点

（1）组建方式自由。

无线网络传感器的组建不受任何外界条件的限制，组建者无论在何时何地，都可以快速地组建起一个功能完善的无线网络传感器网络，组建成功之后的维护管理工作也完全在网络内部进行。

（2）网络拓扑结构的不确定性。

从网络层次的方向来看，无线传感器的网络拓扑结构是变化不定的，例如构成网络拓扑结构的传感器节点可以随时增加或者减少，网络拓扑结构图可以随时被分开或者合并。

（3）控制方式不集中。

虽然无线传感器网络把基站和传感器的节点集中控制了起来，但是各个传感器节点之间的控制方式还是分散式的，路由和主机的功能由网络的终端实现各个主机独立运行，互不干涉，因此无线传感器网络的强度很高，很难被破坏。

（4）安全性不高。

无线传感器网络采用无线方式传递信息，因此传感器节点在传递信息的过程中很容易被外界入侵，从而导致信息的泄露和无线传感器网络的损坏，大部分无线传感器网络的节点都是暴露在外的，这大大降低了无线传感器网络的安全性。

二、组成结构

无线传感器网络主要由三大部分组成，包括节点、传感网络和用户这3部分。其中，节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围，整个范围按照一定要求能够满足监测的范围。

传感网络是最主要的部分，它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集，然后对这些节点信息进行一定的分析计算，将分析后的结果汇总到一个基站，最后通过卫星通信传输到指定的用户端，从而实现无线传感的要求。