無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計及對抗.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合了傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與分布式信息處理技術(shù)，在國際上被認為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第二大網(wǎng)絡(luò)，對人類未來生產(chǎn)生活產(chǎn)生深遠影響的新興技術(shù)。無線傳感器網(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)施大量使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
　　 本文設(shè)計了一種基于TMOTE方案的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺，使用Protel2004繪制了原理圖與

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

3、文中使用OPNET仿真平臺對無線傳感器進行建模，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層模塊實現(xiàn)了載波監(jiān)聽多路訪問/避免碰撞功能，網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)數(shù)據(jù)流的處理與實現(xiàn)路由協(xié)議。
　　 隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，其安全性和可靠性越來越受到重視。文中重點對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層安全進行分析和研究，對洪泛攻擊和黑洞攻擊進行了仿真，從理論上分析蟲洞攻擊對網(wǎng)絡(luò)的影響。在洪泛攻

4、擊中，洪泛對數(shù)據(jù)包有一定的影響并隨著攻擊節(jié)點的數(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)送時的沖突避免過程的退避時延增加，而隨著時間的推移網(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)中隨機加入多個黑洞攻擊節(jié)點，隨著網(wǎng)絡(luò)中黑洞攻擊節(jié)點數(shù)目的增加，網(wǎng)絡(luò)丟包數(shù)量和丟包率不斷增大。蟲洞攻擊能夠嚴(yán)重影響基于最小時延和最短路徑類型的網(wǎng)絡(luò)，文中對一對攻擊節(jié)點形成的蟲洞攻擊進行了分析，分析的場景為一個圓形網(wǎng)絡(luò)半徑