面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议

无线传感器网络作为物联网的重要组成部分,广泛应用于环境监测、医疗健康、智能家居等领域.身份认证为用户安全地访问传感器节点中的实时数据提供了基本安全保障,是保障无线传感器网络安全的第一道防线;前向安全性属于系统安全的最后一道防线,能够极大程度地降低系统被攻破后的损失,因此一直被学术及工业界视为重要的安全属性.设计面向多网关的可实现前向安全性的无线传感器网络多因素身份认证协议是近年来安全协议领域的研究热点.由于多网关无线传感器网络身份认证协议往往应用于高安全需求场景,一方面需要面临强大的攻击者,另一方面传感器节点的计算和存储资源却十分有限,这给如何设计一个安全的多网关无线传感器网络身份认证协议带来了挑战.近年来,大量的多网关身份认证协议被提出,但大部分都随后被指出存在各种安全问题.2018年,Ali等人提出了一个适用于农业监测的多因素认证协议,该协议通过一个可信的中心(基站)来实现用户与外部的传感器节点的认证;Srinivas等人提出了一个通用的面向多网关的多因素身份认证协议,该协议不需要一个可信的中心,而是通过在网关之间存储共享秘密参数来完成用户与外部传感器节点的认证.这两个协议是多网关无线传感器网络身份认证协议的典型代表,分别代表了两类实现不同网关间认证的方式:1)基于可信基站,2)基于共享秘密参数.分析指出这两个协议对离线字典猜测攻击、内部攻击是脆弱的,且无法实现匿名性和前向安全性.鉴于此,本文提出一个安全增强的可实现前向安全性的面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议.该协议采用Srinivas等协议的认证方式,即通过网关之间的共享秘密参数完成用户与外部传感器节点的认证,包含两种典型的认证场景.对新协议进行了BAN逻辑分析及启发式分析,分析结果表明该协议实现了双向认证,且能够安全地协商会话密钥以及抵抗各类已知的攻击.与相关协议的对比结果显示,新协议在提高安全性的同时,保持了较高的效率,适于资源受限的无线传感器网络环境.

无线传感器网络嵌入式网关的设计与实现

提出一种无线传感器网络嵌入式网关的设计方案和无线传感器网络数据管理与查询模式。该网关以AT91ARM9200作为核心芯片,并以GoAheadWebServer作为嵌入式Web服务器,以Sqlite作为嵌入式数据库,应用CGI实现嵌入式Web服务器和用户浏览器之间的动态页面交互,应用C语言程序实现串口数据的接收与分析处理。具有数据采集实时性高、运行速度快、安全可靠等特点,可有效进行传感器网络数据管理与存储,实现用户对传感器网络数据的远程查询和监视功能。

具有多种通信方式的无线传感器网络网关

无线传感器网络中汇聚节点获取的信息需要利用网关设备与外部网络进行连接以实现远距离传输,单一通信方式的网关常常不能适应实际应用。为此,设计并实现了一种可以通过以太网、公共电话网以及GPRS网络等多种方式进行数据转发的无线传感器网络网关。网关基于ARM7系列的S3C44B0X微控制器和μClinux嵌入式操作系统,运用多线程技术控制各通信方式并行执行。

基于CC2530的无线传感器网络网关节点的设计

【目的】针对现有农业环境监测网关设备开发成本高、系统功耗大、操作复杂等不足,设计开发一种用于农业环境监测的无线传感器网络网关节点。【方法】网关节点以低功耗芯片CC2530为核心处理单元,通过外围状态指示电路、电源管理模块等,完成ZigBee网络组网和监测节点数据收集及处理功能;同时通过串口方式连接SIM900A模块,采用GPRS方式将监测数据上传至中心服务器。最后在农田进行了监测数据误包率与信号接收强度测试,并通过实地部署试验验证了系统的稳定性及可靠性。【结果】所设计的网关节点能实现4种农业环境数据的采集,节点间距小于120m时数据传输误包率低于1%,监测数据在30d农田试验期内连续变化,可长时间上传至服务器,且稳定性、可靠性良好。【结论】所设计开发的基于CC2530的网关节点具有丢包率低、运行稳定可靠的特点,能够满足多种农田环境因子的监测需求,具有良好的应用前景。

一种IPv6无线传感器网络以太网接入网关的设计

为了实现将IPv6无线传感器网络接入以太网,在分析现有接入系统不足的基础上设计了一套接入系统.在该系统中,设计并实现了基于嵌入式处理器ATmega128、智能射频芯片CC2420以及网络控制芯片RTL8019的接入网关设备.该设备可以将基于IEEE802.15.4的IPv6无线传感器网络接入以太网.采用模块化设计,引入了硬件抽象层和设备适应层相结合的软件驱动模式.说明了系统中数据与协议转换的基本原理.实验表明通过该设备能够灵活地完成网络间通信,具有应用价值.

无线传感器网络网关研究

介绍了无线传感器网络网关的软件、硬件设计要点。基于CC1010的RF接口实现与无线传感器网络的通信,基于SIM100E的GPRS接口实现了与互联网之间的TCP/IP连接,无线传感器网关实现了与外部网络的可靠连接。

矿井无线传感器网络的网关设计

无线传感器网络在煤矿井下的推广和应用要求无线传感器网络和井下主干网络以太网进行互联,接入网关是关键部件。该文分析现有的无线传感器网络和以太网互联的通信实现方案,提出基于高性能网络处理器和嵌入式实时操作系统的网关解决方案,介绍基于嵌入式微处理器S3C4510B和嵌入式操作系统VxWorks实现矿井无线传感器网络接入网关的关键技术和具体方法。

基于CDMA模块的无线传感器网络网关的实现

无线传感器网络网关是整个网络的数据出口,具有举足轻重的作用。文章介绍了无线传感器网络的体系结构,分析了网关节点的特点和功能,比较了几种可能的网关接入技术,在此基础上提出了基于CDMA模块的网关实现方案。

基于Zig Bee无线传感器网络网关的设计与实现

给出了基于Zig Bee的无线传感器网络(WSNs)网关节点的软硬件设计与实现方案。网关节点以ARM9嵌入式处理器ARM966E-S为核心,uC/OS—Ⅱ为嵌入式实时操作系统,配以内置TCP/IP协议的GPRS模块作为网络数据出口和CC2420无线收发模块。实验结果表明:网关节点工作可靠,能够较好地满足低功耗和实时性的要求。

用于茶园监测的无线传感器网络3G网关设计

无线传感器网络十分适用于茶园环境的监测,而无线传感器网络中网关负责传输数据的出口,是监测系统的重要组成部分。结合茶园监测的特点,设计了一种与WCDMA网络相结合的无线传感器网络网关,采用LPC2148 ARM7芯片为控制核心,编写专用的通信协议及路由算法,以尽可能地降低能耗和延长网关生命周期。试验结果表明:网关具有传输速率快、功耗低、丢包率低、稳定可靠等优点,对茶园环境的实时监测具有一定的参考价值。

无线传感器网络3G网关的设计与研制

网关负责无线传感器网络数据出口,是其重要组成部分。3G网络的到来将为无线数据传输带来新一轮的发展。设计了一款与WCDMA网络相结合的无线传感器网络网关,采用以LPC2148 ARM7芯片为核心,与无线射频芯片及华为EM770W模块组成硬件系统;以μC/OS-Ⅱ作为实时操作系统,自主编写合适的通信协议及路由算法,尽可能的使网关处于休眠状态,并进行了相关实验。试验结果表明:本网关具有网络传输速率快、低功耗、丢包率低等特点。

一种自适应无线传感器网络监控系统网关设计

针对无线传感器网络网关通信方式单一、灵活性差的问题,设计并实现了一种自适应WSN监控系统网关,网关能够根据工作环境选择以太网、WiFi、GPRS通信方式中的一种来转发无线传感器网络的数据;基于STM32F107微处理器完成了网关的硬件开发和软件设计,实现了数据汇集、通信方式的选择、远程通信等功能;基于VC++完成了监控中心软件的开发,实现了数据接收、图形化显示、存储、查询等功能;搭建校园温湿度监控系统对网关性能进行测试,测试结果表明,该网关有扩展灵活、可靠性高、使用方便等特点。

基于ARM的无线传感器网络网关设计

无线传感器网络在数据采集方面应用得非常广泛,设计并实现了一种基于ARM9处理器的无线传感器网络嵌入式网关,用来完成无线传感器模块与485或以太网之间数据的透明转换。网关以ARM9嵌入式处理器S3C2440为核心,以Linux为实时操作系统,并结合无线传感器模块telosB和485网络以及以太网实现数据的转发,给出了网关节点的硬件组成结构和软件实现流程。

无线传感器网络移动Sink网关系统的设计与实现

针对无线传感器网络传统Sink网关的不足,提出了一种基于PDA的移动Sink网关系统的设计与实现方案,对其设计目标、体系结构和工作原理进行了论述,重点讨论了PDA与Sink节点之间的连接,PDA与Sink节点、PDA与GPS接收机及PDA与控制终端之间通信的一些关键技术。

基于ZigBee技术的无线传感器网络网关设计与实现

随着无线网络技术的深入发展,其优势进一步地体现出来,无线传感器网络将大量甚至全面替代有线传感器网络。在整个无线传感器网络中,网关起到了至关重要的作用。本文从无线传输网络的ZigBee技术优势入手,深入分析基于ZigBee协议栈的无线传感器网络网关方案,进行硬件及软件系统设计,最终利用微芯公司的芯片制作成无线传感器网关。实验结果表明,所设计的网关传输数据准确、性能稳定,并且较好地满足低成本、低功耗、传输距离远的要求。

面向WLAN的无线传感器网络网关设备及其接入机制

网关是实现无线传感器网络与其他基础网络(如移动通信网、电信网等)互联互通的重要设备。文章设计并实现了一种基于CC2420芯片的网关,实现了与传感器网络的通信,并利用无线网卡模块实现了网关设备与无线局域网的连接,克服了网关硬件设备布置的局限性,扩大了网关设备和无线传感器网络的应用范围。

基于ZigBee与GPRS技术的无线传感器网络网关的设计

针对传统的无线传感器网络由于计算能力差和带宽有限而造成的网络性能低下、通信效率低等问题,文章提出了一种基于ARM的无线传感器网络网关的解决方案,介绍了网关的组成和特点,阐述了网关的硬件和软件设计方案。在该方案中,网络节点在采集数据后利用ZigBee近距离通信技术将数据传输给网关,网关通过GPRS将数据远距离传送给监控中心,实现了数据的高性能远距离传输,同时解决了网关在线保持的问题。

航天器内无线传感器网络网关的设计

本文提出一种1553B-to-ZigBee网关的设计,将ZigBee网络作为一个远程终端(Remote Terminal)接到1553B总线控制器上.网关硬件包括1553B接口电路、FPGA、微控制器和ZigBee网络接口电路,1553B总线协议芯片采用BU61585,ZigBee网络接口采用串口RS232;网关软件设计主要是微控制器89S52对1553B接口芯片的初始化和对网络间数据交换的控制.实验验证了1553B-to-ZigBee网关的可行性和有效性.

井下无线传感器网络网关节点的设计

针对井下的环境和设备监控,采用无线传感器网络监控方式,通过传感器监测节点将数据传送给汇聚节点,再通过汇聚节点传送给网关节点,实现无线传感器网络与外部网络的通信,从而实现远程监控。在保证井下设备的本质安全性的前提下,设计了无线传感器网关节点,并按GB3836.4 IIC级别的爆炸性气体混合物作为本质安全性验证目标,确保了网关节点在井下安全、可靠地使用。

煤矿安全监测系统无线传感器网络网关设计

针对煤炭工业以太网络与井下ZigBee无线传感器网络异构互联的需要,提出了一种煤矿安全监测系统无线传感器网络网关设计方案;介绍了网关的软硬件实现要点,并在不额外移植新操作系统内核的情况下,对ZigBee协议栈Z-Stack的操作系统抽象层进行了相应扩展,以满足嵌入式网关系统任务实时性要求。测试结果表明,该网关实现了ZigBee无线传感网络和以太网的通信协议转换功能,保证了数据转发的实时性和可靠性。