無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及對(duì)抗.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合了傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與分布式信息處理技術(shù)，在國(guó)際上被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，對(duì)人類(lèi)未來(lái)生產(chǎn)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的新興技術(shù)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要面向“物與物、人與物”之間的信息交互，由于能夠快速動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)并且具有較高的可靠性，近年興起的物聯(lián)網(wǎng)的末端設(shè)備和設(shè)施大量使用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
　　 本文設(shè)計(jì)了一種基于TMOTE方案的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)，使用Protel2004繪制了原理圖與

2、PCB圖，并生產(chǎn)出硬件節(jié)點(diǎn)。接著對(duì)該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了硬件性能和功能測(cè)試，主要測(cè)試的內(nèi)容包括無(wú)線芯片工作頻點(diǎn)和發(fā)射功率，傳感器數(shù)據(jù)采集，USB編程以及調(diào)試功能。同時(shí)在節(jié)點(diǎn)上基于TinyOS實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議，并給出了即時(shí)調(diào)試信息的輸出圖。
　　 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍十分廣泛，鑒于其自身硬件節(jié)點(diǎn)的條件限制和平臺(tái)的差異性，無(wú)論是構(gòu)建新網(wǎng)絡(luò)，升級(jí)改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)還是測(cè)試新協(xié)議，都需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和有效性進(jìn)行客觀地評(píng)估，從而降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資風(fēng)險(xiǎn)。

3、文中使用OPNET仿真平臺(tái)對(duì)無(wú)線傳感器進(jìn)行建模，主要的功能模塊包括電源模塊、MAC模塊、網(wǎng)絡(luò)層模塊和應(yīng)用層模塊，其中核心部分為MAC層和網(wǎng)絡(luò)層模塊。MAC層模塊實(shí)現(xiàn)了載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/避免碰撞功能，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的處理與實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議。
　　 隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，其安全性和可靠性越來(lái)越受到重視。文中重點(diǎn)對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層安全進(jìn)行分析和研究，對(duì)洪泛攻擊和黑洞攻擊進(jìn)行了仿真，從理論上分析蟲(chóng)洞攻擊對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。在洪泛攻

4、擊中，洪泛對(duì)數(shù)據(jù)包有一定的影響并隨著攻擊節(jié)點(diǎn)的數(shù)目增加，網(wǎng)絡(luò)性能下降較快，主要由于路由尋找的速度下降、數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的沖突避免過(guò)程的退避時(shí)延增加，而隨著時(shí)間的推移網(wǎng)絡(luò)擁堵加劇，數(shù)據(jù)包的丟失情況更加嚴(yán)重。在黑洞攻擊中，分別在網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)加入多個(gè)黑洞攻擊節(jié)點(diǎn)，隨著網(wǎng)絡(luò)中黑洞攻擊節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加，網(wǎng)絡(luò)丟包數(shù)量和丟包率不斷增大。蟲(chóng)洞攻擊能夠嚴(yán)重影響基于最小時(shí)延和最短路徑類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)，文中對(duì)一對(duì)攻擊節(jié)點(diǎn)形成的蟲(chóng)洞攻擊進(jìn)行了分析，分析的場(chǎng)景為一個(gè)圓形網(wǎng)絡(luò)半徑