【正文】 前，防御蟲洞攻擊的有效措施很少，在傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用嚴(yán)格的時間同步機制可以有效防止蟲洞攻擊，但是時間同步機制還不成熟，目前無法應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。 地理路由協(xié)議可以有效防御污水池攻擊。針對消息竊取，采用對稱密碼加密是確保傳感器網(wǎng)絡(luò)機密性的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。這個方式要求傳感器網(wǎng)絡(luò)支持密鑰管理機制。但是上述基于密鑰和認(rèn)證的安全解決方案并不能抵御來自通過認(rèn)證的合法節(jié)點發(fā)起的攻擊，即內(nèi)部攻擊。 （ 2） 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由協(xié)議分類 由于傳感器節(jié)點資源有限，現(xiàn)有密碼體制很難直接用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。首先，源節(jié)點廣播一個路由請求包 PPEQ（ Routing Request） ,或者目的節(jié)點廣播一個信息請求包 IREQ（ Ingormation Request），中間節(jié)點對路由包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同事回轉(zhuǎn)一個路由應(yīng)答包RREP(Routing Reply),直到源節(jié)點和目的節(jié)點之間建立起可用路由；其次，根據(jù)實際需求的路由協(xié)議設(shè)計目標(biāo) 進(jìn)行路由選擇；然后，在實際通信過程中，由于節(jié)點能量或安全攻擊等因素，定期或不定期地隊現(xiàn)有路由進(jìn)行維護(hù)（刪除）。為了使用 HELLO 泛洪攻擊的攻擊者不需要構(gòu)建合法的通信。這樣可以產(chǎn)生一個 Sinkhole :因為Wormhole 另一方的攻擊者可以人為地提供到基站的高質(zhì)量路由 ,如果其他路由沒有明顯的吸引力則周圍區(qū)域所有可能的通信將被引誘到這條路由上來。一般情況 ,節(jié)點僅從與其相鄰的節(jié)點接收唯一的一組坐標(biāo)值 ,但是使用 Sybil 攻擊的攻擊者可以 “同時擁有多個位置的坐標(biāo) ”。實際上 ,攻擊者建立一個很大的 “洞 ”,從而可吸引所有節(jié)點發(fā)往基站的通信。 （ 3） Sinkhole 攻擊 在 Sinkhole 攻擊中 ,攻擊者的目標(biāo)是通過 “叛變 ”節(jié)點引誘特定區(qū)域內(nèi)的所有通信流量 ,在該區(qū)域中心造成類似 “塌陷 ”一樣的攻擊。該攻擊的一種簡單形式就是惡意節(jié)點象黑洞 (Black Hole) 一樣拒絕轉(zhuǎn)發(fā)它接收到的數(shù)據(jù)包。 （ 1） 竊聽、欺騙、篡改或重放路由信息 對路由協(xié)議最直接的攻擊目標(biāo)是節(jié)點之間交換的路由信息。主動式攻擊可進(jìn)一步分為外部攻擊和內(nèi)部攻擊。設(shè) m1和 m2是由兩個獨立的證據(jù)源（傳感器）導(dǎo)出的基本概率分配函數(shù)，則 Dempster 聯(lián)合規(guī)則可以計算這兩個證據(jù)共同作用產(chǎn)生的反映融合信息的新的基本概率分配函數(shù)。 在 DS 證據(jù)理論中，由互不相容的基本命題（假定）組成的完備集合稱為識別框架，表示對某一問題的所有可能答案，但其中只有一個答案是正確的。此類模型主要是對時間融合和空間融合進(jìn)行組合排序 , 融合性能不但取決于進(jìn)行時間與空間融合的先后次序 , 而且還與具體采用何種融合方法有關(guān) , 這些都需要做進(jìn)一步的定量分析。 而且 TiNA 對于節(jié)點存儲空間的要求比較高 ,尤其當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時 , 轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點需要保存大量的額外信息。典型的時間融合模型是 TiNA( temporal coherency aware inworkaggregation),它利用傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)的時間一致性進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)融 合。因此 , 如何消除多傳感器間的時空相關(guān)性 ,以降低網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)及節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能量和開銷 , 值得研究。其中 ,自適應(yīng)的雙重預(yù)測策略在自適應(yīng)預(yù)測模型選取時 ,由于考慮了時間序列、先驗知識、預(yù)測精度以及可用的計算資源等因素 , 能實現(xiàn)在線的自適應(yīng)的實時預(yù)測融合 ,并具有較好的可擴展性。 基于預(yù)測的時域數(shù)據(jù)融合 在基于預(yù)測的時域數(shù)據(jù)融合中 , 通過對傳感器節(jié)點采集的時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 ,建立了能夠反映時間序列中所包含的動態(tài)依存關(guān)系的數(shù)學(xué)模型 , 并對觀察值進(jìn)行預(yù)測。如 果系統(tǒng)具有線性動力學(xué)模型，且系統(tǒng)噪聲和傳感器噪聲可用高斯分布的白噪聲模 型來表示，則 KF 為融合數(shù)據(jù)提供惟一的統(tǒng)計意義下的最優(yōu)估計，它的遞推特性 使系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理不需大量的存儲和 計算。多傳感器信息融合的基本原理就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分地利用多個傳感器資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時間上的互補與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起第 四 章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性分析 13 來， 產(chǎn)生對觀 測環(huán)境的一致性解釋和描述。通過對監(jiān)測同一區(qū)域的傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，有效地提高獲取信息的精度和可信度。在這種冗余配置的情況下，監(jiān)測區(qū)域周圍的節(jié)點采集和報告的數(shù)據(jù)會非常接近或相似，即數(shù)據(jù)的冗余程度較高。數(shù)據(jù)融合技術(shù)為需要可靠地控制本部門敏感信息和貿(mào)易秘密的部門提供了實現(xiàn)新的保密系統(tǒng)的控制擅自進(jìn)入的可能性。數(shù)據(jù)融合技術(shù)將幫助戰(zhàn)區(qū)指揮員和較低層次的指揮員從空間和水下進(jìn)行大范圍監(jiān)視、預(yù)報環(huán)境條件、管理電子對抗和電子反對抗設(shè)備等分散資源。未來的戰(zhàn)斗車輛、艦艇和飛機將 對射頻和紅外傳感器呈很低的信號特征。數(shù)據(jù)融合在多信息源、多平臺和 多用戶系統(tǒng) 內(nèi)起著重要的處理和協(xié)調(diào)作用 ，保證了 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 各單元與匯集中心間的連通性與及時通信，而且使原來由軍事操作人員和情報分析人員完成的許多功能均由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確、有效地自動完成。第 四 章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性分析 11 第 四 章 無線傳感器數(shù)據(jù)融合的系統(tǒng)設(shè)計 數(shù)據(jù)融合技術(shù)的概述 所謂數(shù)據(jù)融合，是將來自多個傳感器和信息源的數(shù)據(jù)信息加以聯(lián)合、相關(guān)和組合，剔除冗余信息，獲得互補信息，以便能夠較精確地估計出節(jié)點的位置和在網(wǎng)絡(luò)中的地位，以及對現(xiàn)場情況及其傳送數(shù)據(jù)的重要程度進(jìn)行適時的 完整的評價。盡管無線傳感器技術(shù)目前仍處于初步應(yīng)用階段，但已經(jīng)展示出了非凡的應(yīng)用價值，相信隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和推進(jìn)，一定會得到更大的應(yīng)用。比如一些危險的工業(yè)環(huán)境如井礦、核電廠等，工作人員可以通過它來實施安全監(jiān)測。 目標(biāo)跟蹤 DARPA 支持的 Ssor IT 項目探索如何將 WSN 技術(shù)應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，實現(xiàn)所謂“ 超視距”戰(zhàn)場監(jiān)測。英特爾主管預(yù)防性健康保險研究的董事 Eric Dishman稱， 在開發(fā)家庭用護(hù)理技術(shù)方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常有前途的領(lǐng)域 。該技術(shù)是做為探討應(yīng)對老齡化社會的技術(shù)項目 Center for Aging Services Technologies（ CAST）的一個環(huán)節(jié)開發(fā)的。此外，它也可以應(yīng)用在細(xì)農(nóng)業(yè)中，來監(jiān)測農(nóng)作物中的害蟲、土壤的酸堿度和施肥狀況等。 在一般無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)中 ,管理和信息安全縱向貫穿各個層 次的技術(shù)架構(gòu) ,最底層是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施層 ,逐漸向上展開的是應(yīng)用支撐層、應(yīng)用業(yè)務(wù)層、具體的應(yīng)用領(lǐng)域 —— 軍事、環(huán)境、健康和商業(yè)等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件將使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)的開發(fā)者集中于設(shè)計與應(yīng)用有關(guān)的部分 ,從而簡化設(shè)計和維護(hù)工作。它已經(jīng)在家用電器方面得到利用 ,相信未來將會更加成熟。采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)能夠大大減少 WSN 中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量 ,降低數(shù)據(jù)沖突 ,減輕網(wǎng)絡(luò)擁塞 ,從而有效地節(jié)省能源開銷 ,起到延長網(wǎng)絡(luò)壽命的作用。它可用來測量動態(tài)加速度，也可用來測量靜態(tài)加速度。某一節(jié)點激勵蜂鳴器發(fā)聲，且同時廣播電磁信號，當(dāng)周圍的某個節(jié)點接收到電磁波信號后，定時器開始工作，當(dāng)該節(jié)點接收到測距聲波時定時器停止工作。聲音傳感器模塊的接口電路如圖 3所示。節(jié)點的空中傳輸速率可以達(dá)到 250K BPS，有效實時數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到 4K SPS，有效室內(nèi)通訊距離可達(dá) 100米。可連續(xù)測量十幾個小時。如果選擇帶有 USB 接口的節(jié)點，您既可以通過 USB 接口對節(jié)點充電，也可以快速地把存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到計算機里面。數(shù)據(jù)調(diào)理采集處理模塊把傳感器輸出的微弱信號經(jīng)過放大，濾波等調(diào)理電路后，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，送到主處理器進(jìn)行數(shù)字信號處理，計算出傳感器的有效值，位移值等。 第二章 無線傳感器 的概述級結(jié)構(gòu) 5 第 二 章 無線傳感器的概述及結(jié)構(gòu) 無線傳感器的概述 無線傳感器的組成模塊封裝在一個外殼內(nèi)，在工作時它將由電池或振動發(fā)電機提供電源，構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，由隨機分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的微型節(jié)點，通過自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。 正是由于當(dāng)前能耗對無線傳感模塊的影響，低功耗研究才上升為一個熱點領(lǐng)域，不論是使用電源或者電池供電，在實現(xiàn)低功耗后，無線傳感模塊的發(fā)展趨勢必然是自生能源式的。 除開以上所講兩種發(fā)展趨勢之外，無線傳感模塊的應(yīng)用和發(fā)展還具有極大的發(fā)展空間和良好的發(fā)展方向。在不同的應(yīng)用中，傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的組成不盡相同。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等。美國商業(yè)周刊和 MTI 技術(shù)評論在預(yù)測未來技術(shù)發(fā)展的報告中，分別將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為 21世紀(jì)最有影響的 21項技術(shù)和改變世界的 10大技術(shù)之一。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種獨立出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)，它的基本組成單位是無線傳感器節(jié)點，這些節(jié)點集成了傳感器、微處理器、無線接口和電源管理四個主要模塊。信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈和 應(yīng)用環(huán)節(jié)的第一步是信息的獲取，它直接關(guān)系到信息的傳輸、處理和應(yīng)用。 MIT 發(fā)展的模塊化平臺對于具體的傳感器有不同的硬件設(shè)計，他們的傳感器的主要功能是數(shù)據(jù)收集，采用垂直連接器來使不同的處理層整合到一起，其目的是為了設(shè)計一個通用的系統(tǒng)來取代單一的硬件系統(tǒng)。其他一些節(jié)點，如 Telos 、 Mica 等， 由于設(shè)計時間較早，其性能已經(jīng)落后于當(dāng)今的集成電路工業(yè)設(shè)計水平 [。 當(dāng)前國內(nèi)外出現(xiàn)了多種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件平臺。隨著幾種重要基礎(chǔ)技術(shù)的推廣和實際應(yīng)用，無線通信的速度 也將得到大大提高 。一般傳感器，是最早產(chǎn)生的傳感器，只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；智能傳感器則是在一般傳感器的基礎(chǔ)上將處理計算能力與傳感器相結(jié)合，使得傳感模塊不但能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)等信息采集，還能對所采集到的信息進(jìn)行一定程度的計算和處理；無線傳感器則是在智能傳感器的基礎(chǔ)上再集成無線功能模塊，使得傳感器不再是單獨的感知模塊，而是一個能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集 、處理，信息交換和控制的有機整體。比如當(dāng)需要對諸如溫度、光通量、位移以及噪聲等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行不間斷地傳感、測試和無線信號傳輸時，可以考慮在相關(guān)領(lǐng)域中配置智能化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過對環(huán)境待測參數(shù)的傳感數(shù)據(jù)分析來達(dá)到檢測目的，這一技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到國防軍事、動物的習(xí)性觀測、材料結(jié)構(gòu)健康淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 2 監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域中。英國、日本、意大利等國家的一些大學(xué)和研究機構(gòu) 也紛紛開展了該領(lǐng)域的研究工作。但過去的研究有的只考慮低功耗而性能不高， 有的性能高但是功耗太大?？梢灶A(yù)測 ,WSN 是信息感知和采集的一場革命 ， 是 21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)場監(jiān)視、大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測和大區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)追蹤等領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞 : 傳感器網(wǎng)絡(luò) 傳感器的應(yīng)用 數(shù)據(jù)融合 無線傳感器分類 Abstract II Abstract Wireless Sensor work (Wireless Sensor Networks, WSN) is the current focus on international knowledge, involving multidisciplinary highly cross, highly integrated the leading edge of the hot research field. Sensor technology, mems, the progress of modern work and wireless munication technology, to promote the emergence and development of modern wireless sensor work. Wireless sensor work (WSN) expanded the people access to information, with the objective world of physical information transmission work connection together, in the heart of the next generation work for people to provide the most direct, the most effective and most real information. Wireless sensor work (WSN) can obtain the objective physical information, has the very broad application prospects, and can be applied to military defense, industrial and agricultural control, urban management, biological, medical, environmental detection, remote control in areas such as disaster relief, the dangerous area. Has attracted the attention of the academia and industry in many countries, is considered to be one of produce great influence to the 21st century technology. Data fusion technology is a key technolog