傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

1/1傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范第一部分傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的分類與發(fā)展 2第二部分國(guó)際傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織與架構(gòu) 5第三部分傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 7第四部分傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 11第五部分傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 14第六部分傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 16第七部分傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 20第八部分傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范與認(rèn)證體系 22

第一部分傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的分類與發(fā)展關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化組織的參與

1.美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）制定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的參考架構(gòu)和技術(shù)規(guī)范。

2.IEEE802.11ah工作組致力于開發(fā)針對(duì)低功耗、低數(shù)據(jù)速率WSNS的PHY和MAC層協(xié)議。

3.IETF6LoWPAN工作組定義了將IPv6適配到低功耗無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（LR-WPAN）的標(biāo)準(zhǔn)，如ZigBee和Thread。

傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧

1.ISO/IEC29182和IEEE802.15.4e標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層和媒體訪問控制（MAC）層協(xié)議，用于低速率、低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

2.IPv6overLowpowerLossyNetworks(6LoWPAN)標(biāo)準(zhǔn)提供了IPv6與低功耗和有限帶寬無線網(wǎng)絡(luò)之間的映射。

3.傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議（RPL）優(yōu)化了路由協(xié)議，以滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，如低功耗、高動(dòng)態(tài)拓?fù)浜陀邢迬挕?/p>

安全標(biāo)準(zhǔn)

1.IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)包含安全特性，包括AES加密、安全密鑰管理和認(rèn)證機(jī)制。

2.ZigBee聯(lián)盟制定了ZigBee堆棧的安全協(xié)議，包括基于AES的加密、消息認(rèn)證和密鑰管理。

3.國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）頒布了X.1255標(biāo)準(zhǔn)，定義了物聯(lián)網(wǎng)（IoT）安全框架，包括認(rèn)證、授權(quán)、密鑰管理和數(shù)據(jù)保護(hù)。

互操作性標(biāo)準(zhǔn)

1.ZigBeeAlliance的ZigBeePRO和ZigBeeIP標(biāo)準(zhǔn)確保了ZigBee設(shè)備之間的互操作性。

2.ThreadGroup的Thread標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)基于IEEE802.15.4的低功耗、安全且可互操作的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

3.OpenConnectivityFoundation(OCF)制定了設(shè)備和服務(wù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)模型和安全協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)跨不同制造商設(shè)備的互操作性。

應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)

1.ISO/IEC27882標(biāo)準(zhǔn)定義了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用的框架和要求。

2.IEEE1451.5標(biāo)準(zhǔn)為傳感器和致動(dòng)器網(wǎng)絡(luò)（SAN）提供了通信和互操作性協(xié)議，用于工業(yè)自動(dòng)化。

3.AmericanNationalStandardsInstitute(ANSI)為醫(yī)療保健領(lǐng)域傳感器的互操作性制定了標(biāo)準(zhǔn)，如ANSI/AAMIPC60601-1。

趨勢(shì)和前沿

1.軟件定義無線電（SDR）技術(shù)使傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)不同的通信標(biāo)準(zhǔn)和頻率，提高了靈活性。

2.邊緣計(jì)算通過在網(wǎng)絡(luò)邊緣處理數(shù)據(jù)，減少延遲，提高效率，并為更復(fù)雜的應(yīng)用鋪平道路。

3.人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)正被用于傳感器數(shù)據(jù)分析，以實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)、優(yōu)化和決策制定。傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的分類與發(fā)展

IEEE802.15.4

IEEE802.15.4是低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(LR-WPAN)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，專為傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。它提供了低功耗、低數(shù)據(jù)速率和低成本的解決方案。該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層和媒體訪問控制(MAC)層。

ZigBee

ZigBee是一種基于IEEE802.15.4的應(yīng)用層協(xié)議。它提供了針對(duì)家庭自動(dòng)化、工業(yè)控制和商業(yè)應(yīng)用的低功耗無線通信解決方案。ZigBee聯(lián)盟定義了協(xié)議棧、設(shè)備類型和互操作性標(biāo)準(zhǔn)。

ISA100.11a

ISA100.11a是一個(gè)針對(duì)過程自動(dòng)化工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線標(biāo)準(zhǔn)。它提供了安全、可靠且低功耗的通信。該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層、MAC層和應(yīng)用層協(xié)議。

WirelessHART

WirelessHART是一種專為過程自動(dòng)化行業(yè)設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它提供實(shí)時(shí)、高可靠性和低功耗通信。該標(biāo)準(zhǔn)定義了物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層協(xié)議。

6LoWPAN

6LoWPAN(IPv6overLow-PowerWirelessPersonalAreaNetworks)是一種將IPv6集成到低功耗無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)準(zhǔn)。它允許傳感器節(jié)點(diǎn)直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。6LoWPAN聯(lián)盟定義了協(xié)議棧和互操作性標(biāo)準(zhǔn)。

LoRaWAN

LoRaWAN(LongRangeWideAreaNetwork)是一種針對(duì)遠(yuǎn)距離、低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。它提供了低數(shù)據(jù)速率、長(zhǎng)范圍和低功耗。LoRa聯(lián)盟定義了協(xié)議棧和互操作性標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)展趨勢(shì)

傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展是為了滿足不斷變化的行業(yè)需求。一些關(guān)鍵趨勢(shì)包括：

*低功耗和長(zhǎng)范圍：需要低功耗和長(zhǎng)范圍解決方案的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越來越多。

*安全性和隱私：隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，安全性變得越來越重要。

*互操作性：多種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的存在使得互操作性至關(guān)重要。

*云集成：傳感器網(wǎng)絡(luò)正在與云平臺(tái)集成，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和管理。

*人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)：人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)正在集成到傳感器網(wǎng)絡(luò)中，以提高效率和自動(dòng)化。

結(jié)論

傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于確保傳感器網(wǎng)絡(luò)的互操作性、可靠性和安全至關(guān)重要。隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)仍將繼續(xù)發(fā)展，以滿足不斷變化的需求和應(yīng)用。第二部分國(guó)際傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織與架構(gòu)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織與架構(gòu)

1.IEEE（電力電子工程師協(xié)會(huì)）

,

-IEEE802.15.4：低速無線個(gè)人局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，廣泛用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。

-IEEE1451：傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型和通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，定義了傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的通用架構(gòu)和數(shù)據(jù)交換格式。

2.ISO/IEC（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)）

,國(guó)際傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織與架構(gòu)

簡(jiǎn)介

隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來確?；ゲ僮餍院涂蓴U(kuò)展性。國(guó)際上有多個(gè)組織致力于開發(fā)和維護(hù)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）

ISO是世界上最大的非政府國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定組織，負(fù)責(zé)制定廣泛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)。ISO/IECJTC1/SC25技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)制定傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IECJTC1/SC25已制定了以下主要標(biāo)準(zhǔn)：

*ISO/IEC21451：傳感器網(wǎng)絡(luò)框架

*ISO/IEC21547：傳感器網(wǎng)絡(luò)參考模型

*ISO/IEC29182：物聯(lián)網(wǎng)（IoT）術(shù)語(yǔ)

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）

ITU是聯(lián)合國(guó)下屬的專門機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)全球電信活動(dòng)，制定電信標(biāo)準(zhǔn)。ITU-T研究組17（SG17）負(fù)責(zé)制定傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。ITU-TSG17已制定了以下主要標(biāo)準(zhǔn)：

*ITU-TY.4425：傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

*ITU-TY.4426：傳感器網(wǎng)絡(luò)用例

*ITU-TY.4427：傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求

互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）

IETF是一個(gè)非營(yíng)利組織，致力于開發(fā)和維護(hù)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。IETF成立了以下工作組來制定傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)：

*羅格工作組（ROGW）：負(fù)責(zé)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

*6LoWPAN工作組：負(fù)責(zé)傳感器網(wǎng)絡(luò)的IP連接

*6TiSCH工作組：負(fù)責(zé)時(shí)分信道跳頻（TSCH）協(xié)議

IEEE傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（IEEE802.15）

IEEE802.15是IEEE的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，負(fù)責(zé)開發(fā)無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)，廣泛用于傳感器網(wǎng)絡(luò)。IEEE802.15已制定了以下主要標(biāo)準(zhǔn)：

*IEEE802.15.4：低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)

*IEEE802.15.6：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)媒介訪問控制（MAC）和物理層（PHY）規(guī)格

其他組織

除了上述主要標(biāo)準(zhǔn)組織，還有其他組織也參與傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作。這些組織包括：

*開放互連聯(lián)盟（OIC）：開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互操作性標(biāo)準(zhǔn)

*傳感器網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟（SWA）：促進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)和采用

*物聯(lián)網(wǎng)論壇（IoTF）：制定物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和最佳實(shí)踐

標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的架構(gòu)

傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范采用分層架構(gòu)，其中每層解決特定方面的技術(shù)問題。架構(gòu)通常包括以下層：

*應(yīng)用層：定義傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的交互和功能

*網(wǎng)絡(luò)層：管理傳感器節(jié)點(diǎn)之間的連接和數(shù)據(jù)傳輸

*數(shù)據(jù)鏈路層：定義物理和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

*物理層：定義傳感器節(jié)點(diǎn)通信的物理特性

互操作性

傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)于確保不同制造商和網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間的互操作性至關(guān)重要。通過遵循共同的標(biāo)準(zhǔn)，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以無縫通信和共享數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)更廣泛的部署和更強(qiáng)大的應(yīng)用程序。

標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的演變

傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也隨之演變。標(biāo)準(zhǔn)組織定期審查和更新其標(biāo)準(zhǔn)，以納入新技術(shù)和解決行業(yè)需求的變化。通過這種持續(xù)的演變，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范保持相關(guān)性和實(shí)用性。第三部分傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

主題名稱：傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議分類

1.基于MAC層協(xié)議：包括IEEE802.15.4、ZigBee和LoRaWAN，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問和沖突避免。

2.基于IP層協(xié)議：包括IPv4和IPv6，提供地址分配、路由和尋址機(jī)制。

3.基于其他協(xié)議：如6LoWPAN，一種適用于IPv6over低功耗無線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)（6LoWPAN）的協(xié)議棧。

主題名稱：傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

一、概述

傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)定義了傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間通信的規(guī)則和機(jī)制，以確?？煽俊⒏咝Ш桶踩膫鬏?。這些協(xié)議負(fù)責(zé)處理路由、尋址、錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)等核心功能。

二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1.IEEE802.15.4

IEEE802.15.4是一種低功耗無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，專為傳感器網(wǎng)絡(luò)等低速率、低功耗應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用免許可頻段，具有自組織網(wǎng)絡(luò)、低復(fù)雜度和低成本等優(yōu)點(diǎn)。

2.6LoWPAN

6LoWPAN（IPv6overLow-powerWirelessPersonalAreaNetworks）是一種為低功耗無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）設(shè)備傳輸IPv6報(bào)文而設(shè)計(jì)的協(xié)議。它通過對(duì)IPv6協(xié)議進(jìn)行壓縮和調(diào)整，使其適用于資源受限的傳感器節(jié)點(diǎn)。

3.RPL(路由協(xié)議用于低功耗和受限網(wǎng)絡(luò))

RPL是一種專門為受限網(wǎng)絡(luò)（如傳感器網(wǎng)絡(luò)）設(shè)計(jì)的距離矢量路由協(xié)議。它采用多跳路由機(jī)制，支持多目標(biāo)和多路徑路由，并具有低功耗、低復(fù)雜度和高可靠性等特點(diǎn)。

三、有線傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1.IEEE802.3

IEEE802.3是一種有線以太網(wǎng)協(xié)議，用于在局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（LAN）中傳輸數(shù)據(jù)。它提供可靠的端到端傳輸，支持多種速率和介質(zhì)。傳感器網(wǎng)絡(luò)中可以使用IEEE802.3或其變體，如IEEE802.3af（以太網(wǎng)供電）。

2.CANBus

CANBus（控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線）是一種串行通信協(xié)議，最初用于汽車行業(yè)。它采用廣播式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有實(shí)時(shí)性高、可靠性強(qiáng)和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。傳感器網(wǎng)絡(luò)中可以利用CANBus進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間的通信和數(shù)據(jù)采集。

四、互操作性標(biāo)準(zhǔn)

1.ZigBeeIP

ZigBeeIP是一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，基于IEEE802.15.4協(xié)議并集成了6LoWPAN和IPv6。它提供了一個(gè)開放、可互操作的協(xié)議棧，支持傳感器節(jié)點(diǎn)與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如網(wǎng)關(guān)）的通信。

2.OCF(開放互聯(lián)聯(lián)盟)

OCF是一個(gè)開放的行業(yè)聯(lián)盟，致力于開發(fā)跨設(shè)備、跨平臺(tái)的互操作性解決方案。它為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了輕量級(jí)、嵌入式的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)模型和安全機(jī)制等功能。

五、安全標(biāo)準(zhǔn)

1.IEEE802.15.4安全性

IEEE802.15.4協(xié)議集成了多種安全機(jī)制，包括AES-128加密、幀完整性檢查和訪問控制。這些機(jī)制旨在保護(hù)傳感器網(wǎng)絡(luò)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問和攻擊。

2.6LoWPAN安全性

6LoWPAN協(xié)議棧集成了IPsec、TLS和DTLS等標(biāo)準(zhǔn)安全協(xié)議。這些協(xié)議提供認(rèn)證、加密和密鑰管理等安全服務(wù)，確保傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸安全性和隱私性。

六、其他標(biāo)準(zhǔn)

помимоосновныхстандартов,существуютидругие,которыетакжеиграютважнуюрольвразвитиисетейдатчиков:

1.ETSIM2M

ETSIM2M（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)機(jī)器對(duì)機(jī)器）標(biāo)準(zhǔn)定義了機(jī)器對(duì)機(jī)器通信的體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議和接口。它為傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備和系統(tǒng)之間的互操作性提供了指導(dǎo)。

2.IETF6TiSCH

6TiSCH（IPv6overtheTimeSlottedChannelHopping）是IETF（互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）開發(fā)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，用于在時(shí)隙信道跳頻網(wǎng)絡(luò)上部署6LoWPAN。它提供了低功耗、可預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)訪問，特別適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用。

傳感器網(wǎng)絡(luò)互連層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定和演進(jìn)是一個(gè)持續(xù)的過程，隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的變化，新的標(biāo)準(zhǔn)不斷涌現(xiàn)。這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于確保傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠性、效率、安全性、互操作性和可擴(kuò)展性至關(guān)重要。第四部分傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【IEEE802.15.4】：

1.基于IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)，支持星形和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.采用直接擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)和自適應(yīng)跳頻技術(shù)，提高通信效率和抗干擾能力。

3.提供兩種傳輸速率：250kbps和500kbps，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)據(jù)傳輸需求。

【6LoWPAN】：

傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)傳輸層協(xié)議（DTN協(xié)議）是一組針對(duì)傳感網(wǎng)絡(luò)（SN）開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它們旨在在不可靠和延遲容忍的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中有效傳輸數(shù)據(jù)。

DTN協(xié)議族

DTN協(xié)議族由以下主要協(xié)議組成：

*Bundle協(xié)議（BP）：定義了DTN數(shù)據(jù)單元的格式和處理規(guī)則。

*路由協(xié)議（RP）：確定如何將捆綁包從源節(jié)點(diǎn)路由到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

*保管協(xié)議（CP）：確保捆綁包在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。

*恢復(fù)協(xié)議（RP）：檢測(cè)和修復(fù)傳輸過程中的錯(cuò)誤。

*安全協(xié)議（SP）：提供數(shù)據(jù)保密性、完整性和認(rèn)證。

Bundle協(xié)議（BP）

Bundle協(xié)議定義了Bundle的格式，Bundle是DTN網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元。Bundle包含以下信息：

*消息頭：包含源和目標(biāo)地址、路由選擇策略和其他控制信息。

*有效載荷：可以是各種格式的數(shù)據(jù)，如傳感器讀數(shù)、圖像或文本。

*延伸頭：可用于攜帶附加信息，如優(yōu)先級(jí)或安全元數(shù)據(jù)。

路由協(xié)議（RP）

RP定義了如何在DTN網(wǎng)絡(luò)中路由Bundle。RP包括以下協(xié)議：

*基于表驅(qū)動(dòng)的路由：使用預(yù)先配置的路由表來確定下一跳節(jié)點(diǎn)。

*基于距離向量路由：根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)之間的距離更新路由表。

*基于鏈路狀態(tài)路由：使用從每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收的鏈路狀態(tài)信息來計(jì)算和更新路由表。

*地理路由：利用節(jié)點(diǎn)的位置信息來路由捆綁包。

保管協(xié)議（CP）

CP定義了如何存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)Bundle，確保它們安全可靠地到達(dá)目標(biāo)。CP包括以下協(xié)議：

*存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議：在節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)Bundle，直到可以將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

*傳輸協(xié)議：將捆綁包從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)。

*擁塞控制協(xié)議：管理網(wǎng)絡(luò)中的擁塞以防止數(shù)據(jù)包丟失。

恢復(fù)協(xié)議（RP）

RP定義了如何檢測(cè)和修復(fù)傳輸過程中的錯(cuò)誤。RP包括以下協(xié)議：

*自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）：發(fā)送方檢測(cè)丟失的Bundle并請(qǐng)求重新傳輸。

*正向糾錯(cuò)（FEC）：發(fā)送方添加冗余信息，使接收方能夠恢復(fù)丟失的位。

*編碼擦除糾錯(cuò)（ECC）：使用糾錯(cuò)碼來檢測(cè)和糾正傳輸中的錯(cuò)誤。

安全協(xié)議（SP）

SP定義了用于保護(hù)DTN網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)機(jī)密性、完整性和認(rèn)證的機(jī)制。SP包括以下協(xié)議：

*加密：使用密鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。

*完整性保護(hù)：確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中未被篡改。

*認(rèn)證：驗(yàn)證發(fā)送方和接收方的身份。

標(biāo)準(zhǔn)化工作

國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）和互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）已經(jīng)制定了DTN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

*ITU-TX.1410：定義了DTN體系結(jié)構(gòu)、術(shù)語(yǔ)和概念。

*IETFRFC5050：定義了捆綁協(xié)議。

*IETFRFC5051：定義了路由協(xié)議框架。

*IETFRFC5052：定義了存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。

*IETFRFC5053：定義了恢復(fù)協(xié)議框架。

*IETFRFC5054：定義了安全協(xié)議框架。

應(yīng)用

DTN協(xié)議廣泛應(yīng)用于各種傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，包括：

*環(huán)境監(jiān)測(cè)

*醫(yī)療保健

*軍事通信

*車輛網(wǎng)絡(luò)

*工業(yè)自動(dòng)化第五部分傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)【6LoWPAN】

1.將IPv6規(guī)范精簡(jiǎn)為傳感器網(wǎng)絡(luò)使用，定義了路由報(bào)頭壓縮和分片方法，適用于低功耗、低帶寬的傳感器網(wǎng)絡(luò)。

2.支持無路由器的多跳網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)間通過鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議建立連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3.優(yōu)化了低功耗設(shè)備的功耗，通過休眠和喚醒機(jī)制，降低網(wǎng)絡(luò)能耗。

【RPL】

傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議旨在提供在傳感器節(jié)點(diǎn)之間可靠且高效的數(shù)據(jù)傳輸。這些協(xié)議在傳感器網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和信息交換中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

IEEE802.15.4

IEEE802.15.4是一種專為低功耗和低數(shù)據(jù)速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WPAN)設(shè)計(jì)的介質(zhì)訪問控制(MAC)和物理層(PHY)標(biāo)準(zhǔn)。它在2.4GHz頻帶上運(yùn)行，支持高達(dá)250kbps的數(shù)據(jù)速率。

IEEE802.15.4提供多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄐ切?、網(wǎng)狀和集群。它使用時(shí)分多路復(fù)用(TDMA)機(jī)制來協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)之間的媒體訪問。該標(biāo)準(zhǔn)廣泛用于各種傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，例如家庭自動(dòng)化、工業(yè)監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)測(cè)。

ZigBee

ZigBee是一個(gè)基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。它提供了額外的功能，包括路由、安全性和網(wǎng)絡(luò)管理。ZigBee旨在創(chuàng)建自組織、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)，用于住宅、商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)通常采用網(wǎng)狀或樹形拓?fù)?。它使用集群樹模型來建立設(shè)備之間的多跳路由。ZigBee協(xié)議棧包括網(wǎng)絡(luò)、安全和應(yīng)用層協(xié)議，提供了一個(gè)全面的框架來支持各種傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

6LoWPAN

6LoWPAN（IPv6overLow-PowerWirelessPersonalAreaNetworks）是一種專為低功耗和受限環(huán)境中的設(shè)備（例如傳感器節(jié)點(diǎn)）設(shè)計(jì)的新型網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。它允許這些設(shè)備連接到IPv6網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)更廣泛的互操作性。

6LoWPAN采用了壓縮報(bào)頭格式和鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制，以適應(yīng)傳感器節(jié)點(diǎn)的有限資源限制。它使用路由協(xié)議的擴(kuò)展來支持多跳網(wǎng)絡(luò)。通過與IPv6網(wǎng)絡(luò)的集成，6LoWPAN擴(kuò)大了傳感器網(wǎng)絡(luò)的連接范圍和應(yīng)用潛力。

RPL

RPL（IPv6RoutingProtocolforLow-PowerandLossyNetworks）是一種專為低功耗和有損網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的距離矢量路由協(xié)議。它針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)特挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì)，例如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化、有限的資源和數(shù)據(jù)包丟失。

RPL采用基于目標(biāo)的路由策略，其中節(jié)點(diǎn)根據(jù)到根節(jié)點(diǎn)的距離來選擇父節(jié)點(diǎn)。該協(xié)議支持多跳路由和多父節(jié)點(diǎn)機(jī)制，以提高網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和可擴(kuò)展性。RPL在傳感器網(wǎng)絡(luò)中廣泛用于建立可靠且高效的數(shù)據(jù)傳輸路徑。

其他標(biāo)準(zhǔn)

除了上述標(biāo)準(zhǔn)外，還有其他幾個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議值得注意：

*LEACH（低能量自適應(yīng)群集層次）：一種基于群集的路由協(xié)議，旨在延長(zhǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)壽命。

*TEEN（閾值敏感能量高效網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）：一種數(shù)據(jù)中心路由協(xié)議，通過將數(shù)據(jù)聚合在群集頭中來最大化網(wǎng)絡(luò)效率。

*SPIN（傳感器網(wǎng)絡(luò)中的可伸縮協(xié)議）：一種面向數(shù)據(jù)的路由協(xié)議，使用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)過濾來優(yōu)化資源利用率。

這些標(biāo)準(zhǔn)提供了用于各種傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的可靠且高效的網(wǎng)絡(luò)層解決方案。它們通過支持多跳路由、自組織網(wǎng)絡(luò)和高效的數(shù)據(jù)傳輸，促進(jìn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛采用和實(shí)用性。第六部分傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

引言

傳感器網(wǎng)絡(luò)安全對(duì)于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)kh?icáccu?ct?nc?ngvà??mb?otínhtoànv?n,tínhb?om?tvàtínhs?ncóc?ad?li?ulà?i?u至關(guān)重要。Nhi?utiêuchu?nvàgiaoth?ctelah???cpháttri?n??gi?iquy?tcácv?n??b?om?ttrongm?ngc?mbi?n.

Tiêuchu?nv?M?ngC?mbi?nKh?ngday(WSN)

*IEEE802.15.4:Giaoth?cl?pliênk?td?li?uv?tly(PHY)vàl?pliênk?td?li?u(MAC)choWSN.Baog?mcáctínhn?ngb?om?tnh?m?hóa(chǎn)vàxácth?c.

*IEEE802.15.3:Giaoth?cPHYvàMACchoWSNc?ngsu?tth?p.Cungc?pcáctínhn?ngb?om?th?nch?,baog?mm?hóa(chǎn)vàxácth?c??ngi?n.

Giaoth?cB?om?tchoWSN

*TinySec:B?giaoth?cb?om?tcungc?ptínhb?om?t,tínhtoànv?nvàtínhs?ncóchoWSN.Baog?mcácc?ch?m?hóa(chǎn),xácth?cvàqu?nlykhóa(chǎn).

*ZigBeeSecurity:B?giaoth?cb?om?t???cthi?tk?chom?ngc?mbi?nZigBee.Cungc?pcácc?ch?m?hóa(chǎn),xácth?cvàqu?nlykhóa(chǎn)t??ngt?nh?TinySec.

*ContikiMAC:Giaoth?cMACcungc?pcáctínhn?ngb?om?tnh?ki?msoáttruyc?pMAC,m?hóa(chǎn)vành?nd?ngthi?tb?.

*6LoWPANSecurity:B?giaoth?cb?om?tchophépcácthi?tb?WSNgiaoti?pantoànv?icácthi?tb?khácth?ngquaInternet.Baog?mcácc?ch?m?hóa(chǎn),xácth?cvàqu?nlykhóa(chǎn).

*SecureNeighborDiscoveryProtocol(SEND):Giaoth?cb?om?tchot?i?uhóa(chǎn)th?ngbáohàngxómtrongWSN.Cungc?pcácc?ch?xácth?cvàm?hóa(chǎn)??b?ov?ch?ngl?icáccu?ct?nc?nggi?m?ohàngxóm.

CácC?p??B?om?t

Cáctiêuchu?nvàgiaoth?cb?om?tchoWSNcungc?pcácc?p??b?om?tkhácnhau,baog?m:

*M?hóa(chǎn):B?ov?d?li?ukh?ib?nghelén.

*Xácth?c:??mb?or?ngcácthi?tb?lành?nggìchúngtuyênb?.

*Qu?nlykhóa(chǎn):Phanph?ivàqu?nlycáckhóa(chǎn)m?tm????cs?d?ngchom?hóa(chǎn)vàxácth?c.

*Ki?msoáttruyc?p:H?nch?quy?ntruyc?pvàom?ngho?ctàinguyênchocácthi?tb????c?yquy?n.

*Pháthi?nxamnh?p:Giámsátm?ng??pháthi?ncácho?t??ngb?tth??ngho?c??ch?i.

L?ach?nGiaoth?cB?om?t

Vi?cl?ach?ngiaoth?cb?om?tphùh?pchoWSNph?thu?cvàocácy?ut?sau:

*Yêuc?uv?b?om?t:M?c??b?ov?c?nthi?tkh?icáccu?ct?nc?ng.

*Yêuc?uv?hi?usu?t:Tác??ngc?agiaoth?cb?om?t??iv?ihi?usu?tm?ng.

*H?th?ngm?ng:??c?i?mc?am?ngc?mbi?n,ch?ngh?nnh?kíchth??c,m?t??vàtàinguyênc?athi?tb?.

*Chiphí:Chiphítri?nkhaivàv?nhànhgiaoth?cb?om?t.

Xuh??ngT??nglai

Cácnghiênc?uvàpháttri?nliênt?c?angdi?nra??c?ithi?nb?om?ttrongWSN.Cácxuh??ng?ángchúybaog?m:

*M?tm?h?cnh?:Pháttri?ncácthu?ttoánm?tm?cóth?th?chi?ntrêncácthi?tb?WSNcóngu?nl?ch?nch?.

*B?om?td?atrêndanhtính:S?d?ngdanhtínhc?athi?tb?làmc?s?chocácquy?t??nhb?om?t.

*AnninhV?tly:B?ov?cácthi?tb?WSNkh?icáccu?ct?nc?ngv?tly,ch?ngh?nnh?tr?mc?pho?cpháho?i.

*B?om?tM?ngL??i:C?ithi?nkh?n?ngb?ov?c?aWSNch?ngl?icáccu?ct?nc?ngnh?mvàotoànb?m?ng.

K?tlu?n

Cáctiêuchu?nvàgiaoth?cb?om?tlàthànhph?nthi?ty?uc?am?ngc?mbi?n.Chúngcungc?pcácc?ch???b?ov?m?ngkh?icáccu?ct?nc?ngvà??mb?otínhtoànv?n,tínhb?om?tvàtínhs?ncóc?ad?li?u.Vi?cl?ach?ngiaoth?cb?om?tphùh?pr?tquantr?ng???áp?ngcácyêuc?ub?om?tc?th?c?a?ngd?ngWSN.Xuh??ngnghiênc?uvàpháttri?nliênt?cs?ti?pt?cthúc??y??im?itrongl?nhv?cb?om?tWSN.第七部分傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)：

-分層架構(gòu)，包括以下層級(jí)：應(yīng)用程序?qū)?、服?wù)發(fā)現(xiàn)層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和物理層。

-每個(gè)層負(fù)責(zé)特定的任務(wù)，例如應(yīng)用程序?qū)犹峁?yīng)用程序接口，傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸可靠性。

2.消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸（MQTT）：

-是一種輕量級(jí)、基于發(fā)布/訂閱模式的協(xié)議。

-適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗牡蛶捯蠛蛯?duì)不可靠網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。

-支持消息保留和多級(jí)主題，使傳感器數(shù)據(jù)路由和聚合更加靈活。

3.協(xié)同傳感器網(wǎng)絡(luò)（CoAP）：

-一種基于RESTful架構(gòu)的協(xié)議。

-為傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，支持資源受限設(shè)備和低功率操作。

-提供輕量級(jí)數(shù)據(jù)交換和資源發(fā)現(xiàn)機(jī)制。

4.網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議（NTP）：

-一種用于在網(wǎng)絡(luò)中同步時(shí)鐘的協(xié)議。

-對(duì)于傳感器網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈冃枰獏f(xié)調(diào)事件和傳感器數(shù)據(jù)收集。

-提供高精度同步，即使在網(wǎng)絡(luò)條件差的情況下。

5.XMPP傳感器網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展（XEP）：

-一組用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的XMPP擴(kuò)展。

-支持傳感器數(shù)據(jù)發(fā)布、訂閱和設(shè)備管理。

-基于可擴(kuò)展消息和狀態(tài)協(xié)議（XMPP），提供即時(shí)消息和出席管理。

6.開放傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（OSGi）：

-一種模塊化軟件框架，用于開發(fā)和部署傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。

-使應(yīng)用程序組件能夠在不同的平臺(tái)上無縫互操作。

-提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)、生命周期管理和可配置性。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)用層協(xié)議定義了傳感器節(jié)點(diǎn)之間通信的語(yǔ)義和格式。它們?cè)趥鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)中扮演著至關(guān)重要的角色，為數(shù)據(jù)傳輸、路由和控制提供支持。以下是傳感器網(wǎng)絡(luò)中常用的應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：

ContikiMAC

ContikiMAC是一個(gè)低功耗無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）協(xié)議，專為傳感器網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。它提供了一種自組織、多跳的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⒅С謺r(shí)分多址（TDMA）機(jī)制以減少碰撞。

IEEE802.15.4

IEEE802.15.4是物理層和媒體接入控制（MAC）層規(guī)范，用于低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。它支持星形、對(duì)等和集群拓?fù)?，并提供多種數(shù)據(jù)速率和范圍選項(xiàng)。

CoAP（受約束的應(yīng)用程序協(xié)議）

CoAP是一個(gè)輕量級(jí)消息協(xié)議，專為受約束環(huán)境（例如傳感器網(wǎng)絡(luò)）而設(shè)計(jì)。它基于HTTP，但針對(duì)資源受限的設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化，提供低開銷和低延遲的通信。

MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）

MQTT是一種基于發(fā)布/訂閱模型的消息協(xié)議。它允許傳感器節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)布到中心代理，然后訂閱者可以接收這些數(shù)據(jù)。MQTT提供可靠的消息傳遞、低開銷和可擴(kuò)展性。

AMQP（高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議）

AMQP是一種開放且可互操作的消息協(xié)議，用于在異構(gòu)系統(tǒng)之間進(jìn)行可靠、可擴(kuò)展的消息傳遞。它支持各種消息模式，包括發(fā)布/訂閱、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和請(qǐng)求/響應(yīng)。

DDS（數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)）

DDS是一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)，專為需要可靠、高性能數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆植际较到y(tǒng)而設(shè)計(jì)。它提供數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱、離線訪問和高級(jí)質(zhì)量服務(wù)（QoS）功能。

選擇應(yīng)用層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)

選擇傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議時(shí)，需要考慮以下因素：

*網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簠f(xié)議應(yīng)支持所需的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>