无线传感器网络部署方案与加密算法研究
1. 无线传感器网络概述
无线传感器网络(WSN)由大量传感器节点组成,每个节点配备传感器以检测如热量、光线、运动或声音等物理现象。凭借不同的传感器,WSN可支持众多应用,涵盖安全、娱乐、自动化、工业监控、公共事业和资产管理等领域。
不过,许多WSN设备在能源、计算和内存方面存在严重的资源限制,这是由于需要控制大量设备的成本,以及部署场景使得设备难以轻松获取资源。这些资源限制导致了许多待解决的问题。
在传感器网络中,大量微小的计算节点(即传感器)散布在一个区域,用于感知数据并将其传输到附近的基站进行进一步处理。传感器节点(也称为mote)能够进行一些处理、收集传感信息并与网络中的其他连接节点进行通信,传感器之间通过短距离无线电通信进行数据传输。基站通常具有强大的计算能力,而传感器节点则资源匮乏。传感器节点通常散布在传感器场(即部署区域或目标场)中,每个节点都有收集数据并将其路由回基站的能力,数据通过无基础设施的多跳架构经传感器节点路由回基站,基站可通过互联网或卫星与任务管理节点进行通信。
一些应用要求WSN交换敏感信息或包含对可靠性要求较高的反馈过程,因此需要高度的安全性才能成功运行。然而,由于传感器节点资源有限,实现强大的安全性颇具挑战,许多知名的安全方法变得不可行。
2. 无线传感器网络节点部署方案
2.1 随机部署
随机部署是指将无线传感器节点随机且独立地设置在目标区域内。与之相对的精确部署,是根据节点的通信范围逐个将节点设置在精确位置,通常选择这些位置是为了最小化实现特定部署目标所需的节点数量,但精确部署方法耗时较长,尽管所需节点数量最少。而随机部