無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計報告

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計報告（2018-2019學(xué)年第一學(xué)期）題 目 安全的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計 指 導(dǎo) 老 師 班 級 學(xué)號姓名分工成績備注評語目 錄1需求分析2傳感器網(wǎng)絡(luò)概述2.1傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.2傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧3數(shù)據(jù)傳輸方式4設(shè)計4.1主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.2 課程設(shè)計的條件 5測試6使用說明6.1應(yīng)用程序功能的詳細說明6.2應(yīng)用程序運行環(huán)境要求6.3輸入數(shù)據(jù)類型、格式和內(nèi)容限制6.4各模塊程序段說明7總結(jié)提高7.1課程設(shè)計總結(jié)7.2課程設(shè)計評價1 需求分析 1.1 功能與技術(shù)需求 隨著信息時代的逐漸來臨,物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)也越來越完善,為信息的存儲和傳輸提供了完善的路徑,而無線傳

2、感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,它的建設(shè)成為物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量微型傳感器節(jié)點以自組織和多跳的方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。它具有資源非常受限、無線通信鏈路質(zhì)量不穩(wěn)定和網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)變化等諸多顯著特點,與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)和其它無線網(wǎng)絡(luò)存在較大差別,向可靠數(shù)據(jù)傳輸提出新的挑戰(zhàn)和要求。在數(shù)據(jù)傳輸可靠性保障方面，采用了加密算法保證在傳輸過程中的安全性。2 傳感器網(wǎng)絡(luò)概述2.1傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點。隨即部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點的監(jiān)測數(shù)據(jù)沿著其他節(jié)點逐跳傳輸，監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理，經(jīng)過多跳后被路由到匯聚節(jié)點，

3、最后通過互聯(lián)網(wǎng)或者衛(wèi)星到達管理節(jié)點和用戶。管理節(jié)點對傳感器網(wǎng)絡(luò)進行配置和管理。傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖所示2.2傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧(TCP/IP)的五層相對應(yīng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧包括:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。另外協(xié)議棧還包括時間同步、節(jié)點定位、網(wǎng)絡(luò)管理、QoS保障、移動管理、任務(wù)管理、能量管理和安全機制等。物理層提供信號調(diào)制、無線收發(fā)和相應(yīng)的密碼服務(wù):數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)信道接入、拓撲生成、差錯控制、介質(zhì)訪何控制、數(shù)據(jù)成幀以及數(shù)據(jù)幀監(jiān)測等;網(wǎng)絡(luò)層主要負責(zé)路由生成，路由選擇和拓撲管理等;傳輸層負責(zé)數(shù)據(jù)流的傳輸控制，網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等:時間同步、節(jié)點定位、網(wǎng)絡(luò)管理、QoS 保障

4、、移動管理、任務(wù)管理、能量管理和安全機制等通?？缭蕉鄠€網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層次3 數(shù)據(jù)傳輸方式傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)連接傳輸分為三個層次:傳感器網(wǎng)絡(luò)層、傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚互聯(lián)層以及管理和用戶層.。傳感器網(wǎng)絡(luò)層由傳感器節(jié)點組成,主要功能為監(jiān)測區(qū)域的信息采集。傳感器網(wǎng)絡(luò)匯聚互聯(lián)層由匯聚節(jié)點、基站、衛(wèi)星以及部分充當(dāng)基站的移動節(jié)點組成，主要功能:向傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)布網(wǎng)絡(luò)配置信息和環(huán)境監(jiān)測請求;監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集、融合和處理;傳感器網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。管理和用戶層指傳感器網(wǎng)絡(luò)之外的網(wǎng)絡(luò)，如Intermet,該層次上的節(jié)點被分為兩類，一是任務(wù)管理節(jié) 點，主要功能為對傳感器網(wǎng)絡(luò)進行配置和管理;二是用戶節(jié)點，使用

5、傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，用戶既可以通過管理節(jié)點、基站或者匯聚節(jié)點和傳感器網(wǎng)絡(luò)通信,也可以直接和傳感器網(wǎng)絡(luò)通信。4 設(shè)計 4.1主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本變量字符串?dāng)?shù)組4.2 課程設(shè)計的條件 1）關(guān)鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡(luò),可靠傳輸，可靠性,安全性。2）開發(fā)環(huán)境與運行需求 a、學(xué)習(xí)掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)基本知識和工作原理。b、學(xué)習(xí)C語言，基于VC6.0平臺，編寫完成加密算法的設(shè)計。c、學(xué)習(xí)VC6.0，基本的算法。5 測試（算法的實現(xiàn)）6 使用說明6.1應(yīng)用程序功能的詳細說明通過加密算法能夠安全的保護數(shù)據(jù)的傳輸過程使用較為簡單的算法能節(jié)約傳輸時間可以少占用硬件資源；6.2應(yīng)用程序運行環(huán)境要求此加密算法的源程序在VC6

6、.0環(huán)境下進行6.3輸入數(shù)據(jù)類型、格式和內(nèi)容限制可以使如字符串類型的一些數(shù)據(jù)；6.4各模塊程序段說明定義一個控制輸出的變量result；循環(huán)執(zhí)行加密解密過程；提示輸入需要加密的字符串Gryptograph；計算出輸入的字符串的長度；利用變量i對字符串?dāng)?shù)組中的每一項ascii碼數(shù)值加上5實現(xiàn)加密；輸出加密后的字符串；首次輸入后提示輸入命令符繼續(xù)操作；如果輸入2進行解密操作；利用變量i對字符串?dāng)?shù)組每一項的ascii碼值加5實現(xiàn)解密；輸出解密后的字符串；如果輸入3退出加密解密；7 總結(jié)提高7.1開發(fā)中遇到的問題和解決方法a無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程（解決辦法：學(xué)習(xí)掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本知識，

7、通過網(wǎng)絡(luò)了解和認知其數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê头绞剑゜無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)拓撲圖的構(gòu)建（解決辦法：通過書籍和網(wǎng)絡(luò)了解拓撲圖的構(gòu)建以及具體實現(xiàn)方法）c加密算法的運用（解決辦法：熟悉可以完成仿真的軟件，使用一種能夠完成加密算法仿真的軟件如VC6.0）b程序運行過程中出現(xiàn)錯誤（解決辦法：找出程序錯誤的地方并修改程序）d對于加密算法在數(shù)據(jù)傳輸過程中的應(yīng)用的理解7.2對自己完成課設(shè)完成情況的評價安全的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及可實現(xiàn)加密和解密的加密算法，加密算法保證數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全性。實驗過程中小組成員分工進行，分為實驗報告的完成、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建以及加密算法的實現(xiàn)。實驗過程中遇

8、到很多的問題，大家一起想辦法解決問題，增強了小組成員的動手能力以及團結(jié)性，通過本次實驗我們的動手實驗?zāi)芰訌娏艘约皩τ跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)都有著更加深入的了解，同時也加強了對于算法程序還有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的認知，為以后更好的學(xué)習(xí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和算法程序打下了基礎(chǔ)。 課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程(“千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我深深體會到這句千古名言的真正含義(我今天認真的進行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)，通過這次無線傳感網(wǎng)絡(luò)的課程設(shè)計，本人在多方面都有所提高。這次無線傳感網(wǎng)絡(luò)課設(shè)

9、，綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識。進行一次設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作能力，鞏固與擴充了無線傳感網(wǎng)絡(luò)課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本的技能懂得了怎樣分析各模塊的性能，怎樣根據(jù)協(xié)議確定模塊方案，了解了模塊的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了模塊設(shè)計的規(guī)范和標準，同時各科相關(guān)的課程都有了復(fù)習(xí)和獨立思考的能力。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計模塊的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。 通過這次無線傳感器課程設(shè)計我們了解了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成和原理，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全數(shù)據(jù)傳輸有了更深的認識，學(xué)習(xí)了一些簡單的加密算法，實現(xiàn)了一些基本的數(shù)據(jù)加密 通過本次課程設(shè)計，成功的完成了對加