【正文】 的節(jié)點數(shù)據(jù)融合問題路由協(xié)議能分組匯聚類似節(jié)點以有效節(jié)能和數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化算法的收斂性和復(fù)雜度考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，路由協(xié)議算法應(yīng)快速收斂并盡量簡單，占用少量存儲空間動態(tài)性和擴(kuò)展性適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分類大致可分為：能量感知路由、地理位置路由、QoS QoS：（Quality of Service）即服務(wù)質(zhì)量。對于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，服務(wù)質(zhì)量包括傳輸?shù)膸?、傳送的時延、數(shù)據(jù)的丟包率等。路由、查詢驅(qū)動路由、層次式路由和洪泛式路由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的QoS分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議之傳輸層 傳輸層：OSI層模型中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的最高層，又是面向網(wǎng)絡(luò)通信的低三層和面向信息處理的高三層之間的中間層。該層彌補(bǔ)高層所要求的服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)之間的差距，是唯一負(fù)責(zé)總體的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制的一層。傳輸層提供端到端的交換數(shù)據(jù)的機(jī)制，傳輸層對會話層等高三層提供可靠的傳輸服務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)層提供可靠的目的地站點信息。協(xié)議 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c：1. 傳感器網(wǎng)絡(luò)大多選擇免費的ISM頻段且節(jié)點資源受限，使得網(wǎng)絡(luò)傳輸誤碼率較高。2. 數(shù)據(jù)流量樹形分布，越靠近Sink網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)(Gateway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，僅用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運行在OSI 7層協(xié)議的頂層應(yīng)用層。 節(jié)點的區(qū)域發(fā)生擁塞的可能性越大。3. 傳感器節(jié)點的存儲資源極其有限，在網(wǎng)絡(luò)流量過大時，容易導(dǎo)致協(xié)議棧內(nèi)的數(shù)據(jù)包存儲緩沖區(qū)溢出，產(chǎn)生丟包。4. 傳感器節(jié)點易損，造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛡鬏斅窂絼×易兓?. 數(shù)據(jù)融合對傳輸協(xié)議造成影響。為什么UDP不適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)？答：UDP為無連接傳輸服務(wù)，沒有擁塞控制機(jī)制，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞后造成大量丟包，浪費能量，與上述第二點不兼容。為什么TCP不適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)？1. TCP對于融合掉的數(shù)據(jù)包，視為丟包而引發(fā)重傳，與上述第五點不兼容。2. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓^大，會給TCP連接的建立和維護(hù)帶來很困難3. TCP保證每個數(shù)據(jù)包都正確傳輸?shù)奶攸c不適用與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)強(qiáng)冗余性和關(guān)聯(lián)性的性質(zhì)。4. TCP重傳實現(xiàn)機(jī)制對于數(shù)據(jù)量小的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包情況會造成無謂的能量浪費。5. TCP要求每個節(jié)點具有全局的網(wǎng)絡(luò)地址，很明顯不適用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)常見的傳輸層協(xié)議：1. Pump Slowly，F(xiàn)etch Quickly（PSFQ）緩發(fā)快取2. ESRT無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全無線傳感器網(wǎng)絡(luò)影響安全機(jī)制設(shè)計的幾點因素：1. 節(jié)點能量 節(jié)點能量：節(jié)點能量消耗來源主要為：傳感器消耗、節(jié)點通信、處理器功耗，通信功耗遠(yuǎn)大于計算功耗。有限：所有的安全機(jī)制都需要引入控制保溫或者增加數(shù)據(jù)包長度，這必將增加節(jié)點的能量消耗。2. 節(jié)點存儲受限3. 通信的不可靠性：無線信道的不可靠性和開放性4. 通信的高延遲：傳感器網(wǎng)絡(luò)大多采用多跳方式將數(shù)據(jù)包傳輸給Sink節(jié)點5. 安全需求多樣性6. 網(wǎng)絡(luò)無人值守7. 感知數(shù)據(jù)量大無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全攻擊：協(xié)議層攻擊方法防御手段物理層擁塞攻擊跳頻、優(yōu)先級消息、低占空比、區(qū)域映射物理破壞破壞證明、節(jié)點偽裝和隱藏數(shù)據(jù)鏈路層碰撞攻擊糾錯碼耗盡攻擊設(shè)置競爭門限非公平競爭使用短幀策略和非優(yōu)先級策略網(wǎng)絡(luò)層虛假路由信息選擇性重發(fā)女巫攻擊HELLO 攻擊告知欺騙丟棄和貪婪破壞使用冗余路徑、探測機(jī)制匯聚節(jié)點攻擊使用加密和逐跳認(rèn)證機(jī)制黑洞攻擊認(rèn)證、監(jiān)視、冗余機(jī)制方向誤導(dǎo)攻擊出口過濾、認(rèn)證和監(jiān)視機(jī)制傳輸層洪泛攻擊客戶端謎題失步攻擊認(rèn)證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)：1. 加密技術(shù)2. 密鑰管理3. 安全路由4. 網(wǎng)絡(luò)入侵檢測 盲區(qū) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分析和仿真技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)nesC語言nesC 是對 C 的擴(kuò)展，它基于體現(xiàn)TinyOS 的結(jié)構(gòu)化概念和執(zhí)行模型而設(shè)計 。 TinyOS 是為傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點而設(shè)計的一個事件驅(qū)動的操作系統(tǒng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點擁有非常有限的資源 ( 舉例來說., 8K 字節(jié)的程序儲存器,512個字節(jié)的隨機(jī)存取儲存器) 。TinyOS 用 nesC 重新編寫。 1． 結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的分離: 程序有組件 組件：組件（Component）是對數(shù)據(jù)和方法的簡單封裝。C++ Builder中，一個組件就是一個從TComponent派生出來的特定對象。組件可以有自己的屬性和方法。屬性是組件數(shù)據(jù)的簡單訪問者。方法則是組件的一些簡單而可見的功能。使用組件可以實現(xiàn)拖放式編程、快速的屬性處理以及真正的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計。VCL和CLX組件是C++ Builder系統(tǒng)的核心。 構(gòu)成, 它們裝配在一起 ( 配線 ) 構(gòu)成完整程序. 組件定義兩類域, 一類用于它們的描述 ( 包含它們的接口請求名稱) ，另一類用于它們的補(bǔ)充。組件內(nèi)部存在作業(yè)形式的協(xié)作。 控制線程可以通過它的接口進(jìn)入一個組件。這些線程產(chǎn)生于一件作業(yè)或硬件中斷。 　　l2． 根據(jù)接口的設(shè)置說明組件功能。 接口 接口：一系列聲明的有名函數(shù)集合，同時接口也是連接不同組件的紐帶。接口是一些抽象方法和常量所組成的集合以使不相關(guān)的對象能夠彼此通信。接口中不能實現(xiàn)任何方法,它的方法必須在繼承它的類中實現(xiàn)?？梢杂山M件提供或使用。被提供的接口表現(xiàn)它為使用者提供的功能，被使用的接口表現(xiàn)使用者完成它的作業(yè)所需要的功能。 　　l3． 接口有雙向性: 它們敘述一組接口供給者 (指令)提供的函數(shù)和一組被接口的使用者(事件)實現(xiàn)的函數(shù)。這允許一個單一的接口能夠表現(xiàn)組件之間復(fù)雜的交互作用 (舉例來說.,當(dāng)某一事件在一個回調(diào)之前發(fā)生時，對一些事件的興趣登記)。 這是危險的，因為 TinyOS 中所有的長指令 (舉例來說. 發(fā)送包)是非中斷的。 他們的完成由一個事件( 發(fā)送完成)標(biāo)志。 通過敘述接口，一個組件不能調(diào)用發(fā)送指令除非它提供 sendDone 事件的實現(xiàn)。通常指令向下調(diào)用，比如， 從應(yīng)用組件到那些比較靠近硬件的調(diào)用,而事件則向上調(diào)用。特定的原始事件與硬件中斷是關(guān)聯(lián)的 (這種關(guān)聯(lián)是由系統(tǒng)決定的,因此在本參考手冊中不作進(jìn)一步描述)。4． 組件通過接口彼此靜態(tài)地相連。 這增加運行時效率,支持 rubust 設(shè)計, 而且允許更好的程序靜態(tài)分析。 　　l5． nesC基于由編譯器生成完整程序代碼的需求設(shè)計。這考慮到較好的代碼重用和分析。這方面的一例子是 nesC 的編譯時間數(shù)據(jù)競爭監(jiān)視器。 　　l6． nesC 的協(xié)作模型基于一旦開始直至完成作業(yè) , 并且中斷源可以彼此打斷作業(yè). nesC 編譯器標(biāo)記由中斷源引起的潛在的數(shù)據(jù)競爭。盲區(qū)： nesC語法 TinyOS操作系統(tǒng) 簡介 　TinyOS的構(gòu)件包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、分布式服務(wù)器、傳感器驅(qū)動及數(shù)據(jù)識別工具。其良好的電源管理源于事件驅(qū)動執(zhí)行模型，該模型也允許時序安排具有靈活性。TinyOS已被應(yīng)用于多個平臺和感應(yīng)板中。 　　◆TinyOS操作系統(tǒng)、庫和程序服務(wù)程序是用nesC寫的 　　◆nesC是一種開發(fā)組件式結(jié)構(gòu)程序的語言 　　◆nesC是一種C語法風(fēng)格的語言，但是支持TinyOS的并發(fā)模型，以及組織、命名和連接組件成為健壯的嵌入式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的機(jī)制 　　 ◇nesC應(yīng)用程序是由有良好定義的雙向接口的組件構(gòu)建的 　　 ◇nesC定義了一個基于任務(wù)和硬件事件處理的并發(fā)模型，并能在編譯時檢測數(shù)據(jù)流組件規(guī)范u nesC應(yīng)用程序由一個或多個組件連接而成 　　u 一個組件可以提供或使用接口 　　 ●組件中mand接口由組件本身實現(xiàn) 　　 ●組件中event接口由調(diào)用者實現(xiàn) 　　 ●接口是雙向的，調(diào)用mand接口必須實現(xiàn)其event接口并發(fā)模型◆TinyOS只能運行單個由所需的系統(tǒng)模塊和自定義模塊構(gòu)成的應(yīng)用程序 　　◆兩個線程 　　◇任務(wù) 　　 ●一次運行完成，非搶占式 　　◇硬件事件處理 　　 ●處理硬件中斷 　　 ●一次運行完成，搶占式 　●用于硬件中斷處理的mand和event必須用async關(guān)鍵字聲明 盲區(qū)：TinyOS操作系統(tǒng)的使用 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署在被監(jiān)測對象內(nèi)部或者附近，在大多數(shù)應(yīng)用中每用戶與網(wǎng)絡(luò)的部署地區(qū)相距甚遠(yuǎn)，如果在被監(jiān)測區(qū)域到觀察者之間的數(shù)據(jù)傳輸完全依靠無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，將極大的增加網(wǎng)絡(luò)成本。同時，由于節(jié)點能力受限，很難保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r、安全和可靠。由此可見，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng) 電信網(wǎng)：（telemunication network）利用有線、無線或二者結(jié)合的電磁、光電系統(tǒng)，傳遞文字、聲音、數(shù)據(jù)、圖像或其他任何媒體信息的網(wǎng)絡(luò)。在我國，電信網(wǎng)是指原郵電部建設(shè)、管理的網(wǎng)，如傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)(PSTN)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)、幀中繼網(wǎng)(FR)、ATM網(wǎng)等。電信網(wǎng)由終端設(shè)備、傳輸鏈路和交換設(shè)備三要素構(gòu)成，運行時還應(yīng)輔之以信令系統(tǒng)、通信協(xié)議以及相應(yīng)的運行支撐系統(tǒng)?；ヂ?lián)網(wǎng) 互聯(lián)網(wǎng)：（internet）互聯(lián)網(wǎng)，即廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及單機(jī)按照一定的通訊協(xié)議組成的國際計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)是指將兩臺計算機(jī)或者是兩臺以上的計算機(jī)終端、客戶端、服務(wù)端通過計算機(jī)信息技術(shù)的手段互相聯(lián)系起來的結(jié)果，人們可以與遠(yuǎn)在千里之外的朋友相互發(fā)送郵件、共同完成一項工作、共同娛樂。 等通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合是發(fā)展的大趨勢。業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景 物聯(lián)網(wǎng)掀起了繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)之后的又一波世界信息產(chǎn)業(yè)新浪潮。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)已成為各國競爭的焦點，它將成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步和科技創(chuàng)新的最重要的基礎(chǔ)設(shè)施。 —— ZigbeeZigbee簡介 Zigbee Zigbee：簡單的說，ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。與移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象，例如其所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)資料。的設(shè)計目標(biāo)是在保證低耗電性的前提下，開發(fā)一種易部署、低復(fù)雜度、低成本、短距離、低速率、自組織的無線網(wǎng)絡(luò)，在工業(yè)控制、家庭智能化、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。簡而言之，Zigbee就是一種便宜的、低功耗的近距離無線組網(wǎng)技術(shù)。Zigbee技術(shù)優(yōu)勢：1. 低功耗：Zigbee藍(lán)牙WIFI2. 低成本：簡化協(xié)議3. 低速率：20~250kbit/s4. 近距離：10m~100m之間5. 短時延：響應(yīng)速度快，設(shè)備搜索時延一般為30ms，休眠激活時延15ms，設(shè)備信道接入時延15ms。進(jìn)一步節(jié)省電能6. 網(wǎng)絡(luò)容量大：適宜支持簡單器件。全功能器件(FFD)和簡化功能器件(RFD)。一個Zigbee網(wǎng)絡(luò)可以最多包括255個Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，整個網(wǎng)絡(luò)最多可支持超過64000個Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點7. 高安全：在數(shù)據(jù)傳輸中提供了三級