無線傳感器網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性及拓?fù)淇刂茊栴}研究的綜述報(bào)告

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性及拓?fù)淇刂茊栴}研究的綜述報(bào)告無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）是由大量的感知器節(jié)點(diǎn)組成的分布式網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)間通過無線信道通信。WSN廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事領(lǐng)域、智能交通、醫(yī)療等領(lǐng)域，但由于傳感器節(jié)點(diǎn)部署在復(fù)雜環(huán)境下，易受異常干擾，存在能量不足、節(jié)點(diǎn)故障等問題，導(dǎo)致傳感器網(wǎng)絡(luò)容易出現(xiàn)故障和數(shù)據(jù)傳輸丟失等問題，因此提高WSN的容錯(cuò)性和拓?fù)淇刂剖欠浅Ｖ匾?。一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性WSN容錯(cuò)性指系統(tǒng)在發(fā)生故障或異常時(shí)能夠保持正常運(yùn)行的能力。提高WSN的容錯(cuò)性可以降低網(wǎng)絡(luò)故障率和延遲，保障網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。1.路由容錯(cuò)在WSN中，路由故障是常見的故障，可以采用下列方法提高路由容錯(cuò)性：（1）基于鏈路狀態(tài)（Link-State）的路由協(xié)議，可以動(dòng)態(tài)地建立節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系和相關(guān)路勁信息，選擇最優(yōu)路徑傳輸數(shù)據(jù)。（2）利用冗余節(jié)點(diǎn)或多路徑選擇技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和路由容錯(cuò)。2.能量容錯(cuò)能量是WSN中一個(gè)重要的資源，節(jié)點(diǎn)的能量不足容易導(dǎo)致系統(tǒng)僵死或節(jié)點(diǎn)失效。提高能量容錯(cuò)的方法：（1）分布式能量管理技術(shù)，預(yù)測(cè)接受到的能量并進(jìn)行合理分配。（2）基于節(jié)點(diǎn)充電器和接收器的能量傳輸技術(shù)，對(duì)無能量節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充。3.安全容錯(cuò)WSN中為了保證數(shù)據(jù)的安全性，采用了一系列的加密和驗(yàn)證技術(shù)。提高安全容錯(cuò)性可以采用多加密，異常檢測(cè)以及錯(cuò)誤數(shù)據(jù)過濾等技術(shù)。利用多個(gè)密鑰實(shí)現(xiàn)多加密的方法可以避免節(jié)點(diǎn)偷竊和密鑰泄露。4.防攻擊容錯(cuò)WSN容易受到各種攻擊，包括攔截、竊取、異常跳點(diǎn)、偽造、重放等各種攻擊。提高防攻擊容錯(cuò)的方法：（1）基于加權(quán)節(jié)點(diǎn)的安全跳點(diǎn)選擇技術(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整節(jié)點(diǎn)權(quán)值，選擇跳點(diǎn)路徑。（2）引入多種安全協(xié)議、節(jié)點(diǎn)身份識(shí)別技術(shù)等機(jī)制。二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂芖SN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間連接關(guān)系所形成的結(jié)構(gòu)。通過合理地設(shè)計(jì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以提高數(shù)據(jù)傳輸效率、延遲，并保證網(wǎng)絡(luò)的高安全性和穩(wěn)定性。1.拓?fù)淠芰靠刂乒?jié)點(diǎn)的位置、部署模式和能量消耗情況會(huì)影響WSN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)淠芰靠刂萍夹g(shù)主要包括以下方法：（1）能量均衡拓?fù)淇刂萍夹g(shù)，確保節(jié)點(diǎn)能量分配均衡。（2）拓?fù)淇刂婆c故障恢復(fù)技術(shù)，防止單點(diǎn)故障導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失效。2.拓?fù)湫螒B(tài)控制拓?fù)湫螒B(tài)控制主要從節(jié)點(diǎn)資源、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)三個(gè)方面來設(shè)計(jì)和控制WSN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是保證網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸和高安全性的重要手段。其中一個(gè)重要拓?fù)湫螒B(tài)控制方法是通過拓?fù)渲貥?gòu)、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和復(fù)制節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)拓?fù)湫螒B(tài)調(diào)整，提高網(wǎng)絡(luò)通信效率和穩(wěn)定性。三、結(jié)論WSN的容錯(cuò)性和拓?fù)淇刂萍夹g(shù)是保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的重要手段，其中需要解決節(jié)點(diǎn)故障、能量不足、安全攻擊等問題，同時(shí)通過優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高數(shù)據(jù)通信效率和