活動鏈接:2012年控制網(wǎng)技術(shù)專題---將無線技術(shù)引入傳感器2012
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò),其目的是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息,并報告給用戶。它的英文是Wireless Sensor Network,簡稱WSN。在此定義中,傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸?shù)娜N功能,而這正對應(yīng)著現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)技術(shù),即傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)。
在設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)時,要充分考慮到通信和信息安全,結(jié)合傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點,滿足其獨特的安全需求。盡管目前在傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了較大成績,但由于在傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計階段,沒有考慮安全問題,因此沒有形成完善的安全體系,這也使傳感器網(wǎng)絡(luò)存在著巨大的安全隱患。
重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院院長 王平博士
本期《自動化博覽》采訪到了全國優(yōu)秀教師王平博士,他現(xiàn)任重慶郵電大學(xué)自動化學(xué)院院長、教育部網(wǎng)絡(luò)化控制與智能儀器儀表重點實驗室主任、重慶市物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心主任、重慶郵電大學(xué)—思科公司綠色科技聯(lián)合研發(fā)中心主任、中韓(重慶)嵌入式軟件和系統(tǒng)研發(fā)中心( 中方) 主任、中韓(重慶)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研發(fā)中心( 中方) 主任。近五年主持或參與了20余項國家科技重大專項、國家863計劃、省部級科技計劃等項目,參與IEC、ISA、ISO、IEEE 等國際組織的標準制定,在工業(yè)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化測控技術(shù)、智能檢測與傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面擁有國際認可的核心技術(shù),并初步形成了專利保護群,部分成果已經(jīng)得到工程應(yīng)用。?
“十二五”規(guī)劃中,無線技術(shù)將是工業(yè)發(fā)展的重點,而“安全”又是目前整個社會都在關(guān)注的問題。請您介紹一下您所研究的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全框架。其關(guān)鍵技術(shù)有哪些?主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域?
王平:我們提出的傳感器網(wǎng)絡(luò)安全框架被納入IEC FCD29180標準安全體系。
其安全關(guān)鍵技術(shù)主要包括:
(1)基于節(jié)點的安全策略
采用高效的密碼算法、密鑰管理機制、輕量級的安全協(xié)議等機制實現(xiàn)基于節(jié)點的安全。
節(jié)點鑒別
密鑰管理
(2)基于網(wǎng)絡(luò)的安全策略
主要基于容錯容侵策略、可擴展策略、負載均衡策略、能量策略提供面向全網(wǎng)的安全服務(wù)。訪問控制安全時間同步入網(wǎng)認證入侵檢測能耗入侵檢測
(3)基于數(shù)據(jù)的安全策略采用加密、校驗、認證等手段實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的保密性、完整性和新鮮性。加密認證安全數(shù)據(jù)聚合主要應(yīng)用領(lǐng)域包括:智能電網(wǎng);智能工業(yè);智能交通;智能家居;環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
您如何看待物聯(lián)網(wǎng)?物聯(lián)網(wǎng)提出后的幾年間,卻遲遲未從概念轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè),您認為原因是什么?
王平:物聯(lián)網(wǎng)本身不是一個新概念,自動化領(lǐng)域早就提出了網(wǎng)絡(luò)化控制的概念。在中國臺灣、韓國及國內(nèi)許多場合我都強調(diào)過,網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)是典型的物聯(lián)網(wǎng),而且比普遍意義上的物聯(lián)網(wǎng)要求嚴格得多。因為普遍意義上的物聯(lián)網(wǎng)是一個開環(huán)系統(tǒng),而網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)往往要解決閉環(huán)控制的問題,在實時性、確定性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性等方面的要求遠遠高于一般的民用物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)提出后的幾年間卻遲遲未從概念轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)的原因我認為是產(chǎn)業(yè)中炒作概念的企業(yè)和人太多,干實事的卻很少,幾年來未能真正解決一些關(guān)鍵技術(shù)問題,成本也沒有降低多少。如,環(huán)境感知是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),沒有信息的獲得,物聯(lián)網(wǎng)則毫無意義。而信息采集的傳感器問題、傳感網(wǎng)的能源供給問題則沒有真正意義上的突破。
在物聯(lián)網(wǎng)中對傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求是什么?傳感器網(wǎng)絡(luò)又該如何滿足這些需求?
王平:傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù),也是實現(xiàn)物物互聯(lián)、感知世界的基礎(chǔ)。傳感器網(wǎng)絡(luò)要滿足這些需求從技術(shù)上必須安全可信、實時可靠,應(yīng)用上必須方便快捷、成本低廉。?
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展離不開進一步的推廣,您如何看待科研與生產(chǎn)相結(jié)合的問題?
王平:科研與生產(chǎn)相結(jié)合是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到迅速發(fā)展的必由之路。科研單位和生產(chǎn)企業(yè)雙方應(yīng)該以共同發(fā)展為目標,放低姿態(tài),尋求合作共贏。我常常對學(xué)生講,研制出一個原理樣機,只是在產(chǎn)品化道路上前進了20%,還有80%的路需要生產(chǎn)單位來完成。
您認為目前中國的傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展如何?發(fā)展中的難點是什么?
王平:目前中國的傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展缺乏總體規(guī)劃,給人一種一哄而上的感覺,總體就是一個“亂”。無論從標準、技術(shù)還是人才培養(yǎng)都是這樣,使人無所從。例如一些單位既無人也無技術(shù),還要進行物聯(lián)網(wǎng)人才培訓(xùn),甚至要辦物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),這些實際上起到的都是負作用。因此,我認為發(fā)展中的難點是如何協(xié)調(diào)各方面的利益,協(xié)同推進。
傳感器網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展將呈現(xiàn)怎樣的趨勢?
王平:傳感器網(wǎng)絡(luò)近幾年都呈現(xiàn)出多個標準、多種技術(shù)共存的局面。但互聯(lián)、互通、互操作是必然的選擇,未來的發(fā)展必將與計算機網(wǎng)絡(luò)一樣,統(tǒng)一到IPv6上來,實現(xiàn)給每一個物件一個IP地址的目標。
摘自《自動化博覽》2012年第五期