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【摘要】网络编码可以优化网络传输的性能，网络编码的基本思想是网络节点不仅对数据进行存储转发，还参与数据处理。网络编码的出现更迎合了无线网络技术的发展，本文关注了网络编码在无线网络中的研究和应用，初步探讨了面对网络编码，我们应采取和研究的信息安全措施，同时提出了针对网络编码应着力解决的研究问题以及无线网络技术如何依靠网络编码进行安全有效的信息交换，并对其发展进行了展望。

关键词：网络编码无线网络信息交换

一、网络编码技术与传统网络的差异

在传统的计算机网络数据传输过程中，要借助路由器进行数据传递，根据数据的目标地址，路由器将数据包向各个链路发送。由于没有统一的安排和协调，在同一链路中会出现很多数据包，必须排队等待通过的情况，这就制约了计算机网络的传输速度和效率的提升。2000年，新型网络编码技术一经出现就得到了广泛关注。网络编码技术着力解决的问题是有效地将同时到达路由器的数据同时发送出去，不让数据产生拥塞，从而提高数据传输速度。

二、网络编码技术在无线网络中的应用

2.1网络编码的概念

网络编码是一种融合了路由和编码的信息交换技术，它的核心思想是在网络中的各个节点上对各条信道上收到的信息进行线性或者非线性的处理，然后转发给下游节点，中间节点扮演着编码器或信号处理器的角色。

2.2网络编码应用于无线网络的优势

1系统硬件部分设计

本文以常用的车载物流过程为研究对象，在货柜中部署传感器节点，来实时监测货物运输过程的相关环境参数，WSN中的汇聚节点通过蓝牙传输协议将数据传给作为网关的智能手机，智能手机通过GPS卫星定位将位置信息加入到参数数据中，再通过移动通信网络将数据传输到后台系统中。本论文研究主体为车载部分，其架构如图2所示。

1.1传感器节点的设计本系统中，传感器节点的主要任务是实时监测相关环境参数，并对其他节点转发来的数据进行存储和转发，使数据通过WSN传输到汇聚节点处，其处理能力、存储能力和通信能力要求不高，因此采用简单节约的设计方案。如图3所示，传感器节点由传感器模块、处理器模块、射频模块、电源模块和电路等部分组成。传感器模块负责对所需参数进行采集和模数转换。处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理传感器模块采集的以及射频模块发送过来的数据。射频模块负责与其他节点之间的通信，对数据进行发送或接收。电源模块负责为整个节点提供运行所需的能量，是决定节点寿命的关键因素之一。电路则包括声光电路、复位电路及接口电路等。（1）处理器模块。处理器模块是传感器节点的核心部分，本设计方案中，处理器选用德州仪器（TI）公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135，该处理器采用1.8V-3.6V的低电压供电，可以在低电压下以超低功耗状态工作，非常适合应用在对功耗控制要求甚高的无线传感器网络。该处理器同时拥有较强的处理能力和较丰富的片内资源，拥有16kB闪存、512BRAM、2个16位的定时器、1个通用同步异步接口（USART）、12位的模数转换器（ADC）和6个8位并行接口。（2）射频模块。在无线传感器网络实际应用中，传感器节点既需要发射又需要接收数据，因此本设计方案中的射频模块采用收发一体的无线收发机。射频模块采用Chipcon公司推出的无线收发芯片CC2420，它的工作电压位于2.1~3.6V之间，收发电流不超过20mA，功耗低；其具有很高的集成度，只需要较少的电路就可工作，天线设计采用PCB天线，进一步减小模块体积。CC2420工作在2.4GHz频段上，支持IEEE802.15.4和Zig-Bee协议；采用O-QPSK调制方式，抗邻道干扰能力强；128B接收和128B发射用的数据缓存空间，数据传输速率高达250kb-ps。（3）传感器模块。传感器节点的数据采集部分根据实际需要选择相应的传感器，如温度、湿度、振动、光敏、压力等传感器。本文的研究重点不在传感器上，因此仅以温湿度传感器作为例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15温湿度传感器，该传感器将传感元件和信号处理电路集成在一起，输出完全标定的数字信号[3]。其工作温度范围在-40℃-123.8℃之间，其在-20℃-70℃范围内，温度测量精度在±1℃以内；湿度范围在0%-100%之间，在10%-90%范围内，湿度测量精度在±2%以内。

1.2汇聚节点的设计在本系统中，汇聚节点的主要任务是接收传感器节点转发来的数据，进行存储和处理后传输到网关节点处，同时，接收来自网关节点的信息，向传感器节点监测任务。汇聚节点是连接WSN和外部网络的接口，实现两种协议间的转换，使用户能够访问、获取和配置WSN的资源，对其处理能力、存储能力和通信能力要求较高。而为了与传感器节点匹配，汇聚节点的硬件结构与传感器节点基本相似，如图4所示，汇聚节点没有传感器模块，增加了存储器模块和蓝牙通信模块。（1）处理器模块。同样的，处理器模块也是汇聚节点的核心部分，主要负责控制整个汇聚节点的操作，存储和处理来自射频模块或者蓝牙通信模块的数据，再将处理结果交给射频模块或者蓝牙通信模块发送出去。本设计方案中，处理器选用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611，该处理器和MSP430F135一样，可以在1.8V~3.6V的低电压下以超低功耗状态工作，但其拥有更强的处理能力和更丰富的片内资源，48kB闪存和10KBRAM、2个16位定时器、1个快速12位ADC、双12位DAC、2个USART接口和6个8位并行I/O接口。（2）存储器模块。考虑到物流运输过程中环境多变，容易带来一些不确定因素，这些不确定因素可能引起处理器自带的存储器中的数据丢失，因此汇聚节点需要存储一些重要的数据。本设计方案中，汇聚节点的外部存储器芯片选用由Mi-crochip公司生产的24AA64，工作电压低至1.8V，它采用低功耗CMOS技术，工作时电流仅为1mA，而且可以在恶劣的环境下稳定工作。由于汇聚节点对存储容量要求不高，而且24AA64芯片的存储容量为64KB，擦写次数可达到百万次，因此一块芯片即可满足本系统的存储要求。（3）蓝牙通信模块。本系统采用智能手机作为后台系统和WSN之间的网关，来实现远距离的数据传输。为了使汇聚节点与智能手机能够进行通信，采用蓝牙通信协议。而在汇聚节点使用蓝牙通信方式需要增加一个蓝牙通信模块。本设计方案中，采用SparkFun公司的BlueSMiRF模块，其工作电压为3.3V-6V，工作电流最大为25mA，功耗较低；其最大传输距离为100m，通信速率最高可达115200bps；其天线为PCB天线，所需器件很少，故模块的体积很小，可以通过串行接口直接与处理器模块相连。

1.3网关节点的设计本系统要求在后台系统和WSN部署点间进行双向通信，为了实现远距离的数据传输功能，有两种方案，一是汇聚节点增加移动通信模块，如GPRS模块[4]；二是采用智能手机作为后台系统和汇聚节点之间的网关。方案一对汇聚节点的要求进一步提高，不仅处理过程更加复杂，其能量消耗也大大提高；另一方面要实现物流过程的跟踪，还需有定位功能，一般采用GPS模块[5]，这样成本也将大大提高。相比之下，方案二优势明显，采用智能手机可以进行各种复杂的数据处理，进行大量数据的存储，使用移动通信网络与后台系统进行通信，使用内置的GPS定位功能，后台用户可以在紧急事件发生时直接联系货车司机等。因此，本系统采用智能手机作为网关节点。本设计方案中，采用中国移动M811手机作为测试对象，其支持4G/3G/GPRS等移动网络，可以方便地使用移动网络与后台系统进行通信；其具有GPS定位功能，可以实现货车定位；具有蓝牙通信功能，可与汇聚节点间采用蓝牙通信；使用An-droid4.0操作系统，拥有丰富的开源资源，方便软件的设计。

2系统软件部分设计

本系统使用WSN中的传感器节点检测物流过程中相关环境参数并发送到汇聚节点处，由其将数据通过蓝牙连接传输到智能手机，智能手机通过移动通信网络将加入GPS信息的数据传输到后台服务器。系统各部分的工作任务不一，硬件条件也有很大差别，因此系统的软件设计也十分关键。

2.1传感器节点程序设计传感器节点主要承担数据采集和发送的工作，由于其能量及处理资源有限，因此需要采取节能和减少数据处理的设计方案。本设计方案中，传感器节点采取按需求唤醒的工作方式，检测等待时间（等待时间可由后台设置）未到或者没有收到汇聚节点命令时节点处于休眠状态；当等待时间一到或者收到命令时，立刻开始工作，进行采集数据并发送，或者根据命令完成相应操作，完成后又进入休眠状态，等待下一次激活，其程序流程如图5所示。

1无线传感网络技术的发展现状

1.1无线传感网络技术很受大众的喜欢与它的高科技的发展是分不开的，而且许多国家也很重视它的发展，世界各国的工业界、高科技界和学术界对无线传感网络的发展展开了猛烈的攻势，希望可以通过靠科技技术的结合实现无线传感网络技术的进步，许多国家还将无线传感网络技术列入国家的重点研究技术，而且一些周刊和杂志对无线网络的评价也很高，认为无线传感网络技术是未来引领世界计算机进步的主要技术。

1.2无线传感网络技术在我国的发展还很缓慢，这主要是由于无线传感网络技术在我国出现的时间比较晚，无线传感网络技术在我国的研究方案中还处在初级阶段，与西方一些发达国家相比，存在严重的滞后性，我国在无线传感网络技术上的研究主要局限在仿真计算和网络协议等，在人们的生活和军事中的应用还很少，而且无线网络现在已经可以用来作环境监测，我国却没有将无线传感网络技术应用到实处。

1.3目前，中国的未来技术研究方向中有几项是专门针对无线传感网络技术进行直接论述的，而且在一些重大会议的决策里面，也将无线传感网络技术列为三大前沿信息技术，无线传感网络技术中的自发组织网络技术和智能感知技术都成为中国重点信息技术研究，无线传感网络技术在我国如此重视的情况下一定会有所成就，无线传感网络技术也成为社会信息技术发展的必然，在我国，信息技术领域广泛地被应用已经成为不争的事实，对人们的生活、工作和社会的发展带来很深刻的影响。

2无线传感网络技术的应用发展

2.1无线传感网络技术在环境监测方面的应用和发展现代社会，人类的生活水平在逐渐的提高，人们对于环境的探讨也越来越重视，环境方面的应用科学也越来越多，传统的环境探索的模式已经不能满足人们对环境探索强烈的欲望，而且关于环境的采集数据的难度也越来越大。无线传感网络技术的出现及时地解决了环境探索方面的难关，无线传感网络技术对户外的野生动物的跟踪、发现和保护做出了巨大的贡献，通过无线传感网络技术，人们能够对各种野生动物的生存成长环境做监测，比如说动物生存环境的气象、洪涝灾害、地球的物理环境、环境的污染状况、大气的监测等等，根据监测的结果采取必要的保护措施和改善措施。

2.2无线传感网络技术在军事领域的应用和发展无线传感网络技术起于军事领域，无线传感网络技术在军事上的应用是它能够在国家的边疆上站岗放哨做警卫，将无线传感网络器安置在国家的边疆防线上，士兵可以直接通过无线传感网络技术对国家边疆进行防御，接受来自不同方向的信息并及时果断地做出相应的措施。无线传感器在军事上的另外一个应用就是可以对目标进行定位，以及时地防范敌军的可能的侵袭和进攻，还可以通过无线传感技术对无人驾驶的车辆进行摆布，战争结束后，无线传感网络还能对战场的破坏性和环境污染程度进行监测并且评估。

2.3无线传感网络技术在家庭生活中的应用和发展无线传感网络技术最贴近人的生活的应用就是在家庭生活中的应用，无线传感网络器可以为人民的生活提供很多方便，并且能够使人们的生活环境更舒适，无线传感网络技术为人们的生活提供比较人性化智能家居，比如说像冰箱、真空吸尘器、录像机和微波炉等，这样用户就可以在远处遥控这些家用产品，而且还能通过无线传感技术在家里的主要房间安装监测器，以便随时控制家里的安全。

一、高校校园网络建设的现状

利用有线网络管理建设校园网络，会受到布线的影响，布线的工程实施起来工程量较大。现在很多的高校只在校园内部部分区域接入了网络，并没有在校园全部区域接入网络，还有的高校经费不足，也影响了高校校园网络建设。还有的高校校园内的建筑历史悠久，不适合网络布线钻孔等。还有的高校分校区，校区与校区地理位置相隔较远，如果想在校区与校区之间建立起网络联系，采用传统网络建设联系，光缆建设费时费力。这个时候就需要采用无线网络将校区与校区之间联系起来。面临现阶段的这些问题，如何完美的解决掉，成为了各高校需要考虑的重要问题之一。面对传统网络建设中的缺陷，要采用适合的网络建设方式，无线网络虽然没有完全脱离有线网络，但是相比较有线网络更具备良好的优势，在高校网络建设过程中更是要注重发挥无线网络的重要作用。

二、无线网络技术在高校网络建设应用中的规划设计

高校校园网络建设要考虑到室内和室外两方面。在室内，网络建设过程中要将原先没有安装网络的教师办公室、教室等地方安装网络，争取让学校的每一处没能让无线网络覆盖到的地方覆盖了网络。无线网络覆盖了校园内，能够及时的让教师和学生共享网络资源，促进学习、工作的进步。网络安装人员要根据高校校园内室内安排分布合理的安装网络设备，合理的设置无线终端接入点。在室外网络设备建设中，要注重操场和公共设施中的网络建设，要能够保障网络信号设备的良好。在室外网络建设的过程中就需要考虑更多的问题，如无线的接入点更加复杂。要考虑到覆盖到室外的每一个角落。在进行实际操作时，高校网络建设还要根据不同高校的实际情况进行设置，如，教学楼与教学楼的实际距离等因素都需要考虑进去，教学楼设置的无线网络信号要能够根据教学楼依次传递下去，也要考虑到宿舍楼和宿舍楼的距离。所以，无线网络要想应用到高校网络建设中就需要考虑到室内外等多种因素。

三、合理规划应用校园网络

利用无线网络构建高校校园网络，会将高校校园整体联系起来，面对如此关联紧密的网络系统，高校院校要合理安排专业技术人员及时进行管理和网络系统升级，能够保障给教师及学生带来最好的网络体验。安排专业的技术人员及时进行管理，也能够防止恶意的网络伤害给院校带来的负面影响。网络是把双刃剑，在将整体院校构建成一个整体的同时，也为院校网络带来了安全隐患，因此，要做好网络安全防护工作，确保高校校园内的教师工作人员和学生享受到安全、快捷的网络体验。因此，在以无线网络技术为基础构建高校网络建设要合理规划应用校园网络，能够带给高校人员最好的网络体验，高校的教师和学生也能够通过网络及时分享工作经验和学习资源等。

四、总结

无线网络技术不断向前发展，并且日渐成熟完善，应用的范围也在逐渐的扩大，高校校园也要紧跟着时代信息技术发展的方向前进，能够更好的建设高校校园。高校校园网络建设利用无线网络技术时要充分的考虑校园实际问题，能够发挥无线网络技术的最大作用。高校校园也需要对无线网络技术不断进行深入探究，所以，高校管理者要认识到无线网络会成为校园网络管理建设得发展方向，重视起无线网络技术在高校网络建设过程中的重要作用。

1无线认知网络关键技术

1．1频谱感知

作为认知网络的主要核心技术之一的频谱感知技术，其目的是要发现在时域、频域及空域的频谱空洞，进而供认知用户机会式利用频谱。频谱感知技术可以分为基于干扰的检测、主用户信号检测和协作检测，目前的频谱感知技术主要是基于主用户发射机检测，其频谱感知方法主要又分为匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测三种。

1．1．1匹配滤波器检测

如果主用户信号是确定性信号，那么在加性高斯白噪声（AWGN）条件下最佳检测器就是匹配滤波器，它可以使输出信噪比达到最大。匹配滤波器检测的优点是能快速度准确检测主用户是否存在，但是，此方法需事先知道授权用户的信息，对授权用户需要专门的接收器，必须定时和频率同步。此外，计算量也较大，若先验知识不准确，则匹配滤波器的性能会大大下降。

1．1．2循环平稳特征检测

通常，无线通信信号都具有循环平稳性，而噪声和干扰则不具有这种特性，因此可以通过循环平稳特征检测法来检测主用户信号是否出现。该方法能从调制信号功率中区分出噪声能量，可以在较低的信噪比下进行检测信号，但其计算复杂度较高。

1．1．3能量检测

1无线网络技术概述

1.1无线局域网的组成

目前使用的802.11g标准的无线局域网主要由无线网卡、无线接入点、计算机以及相关设备构成，将这个无线局域网系统分割成各个小的单元，每一个单元叫做基本服务组，即BSS。一个无线局域网可以由一个单元构成，也可以由多个单元构成，但是通常情况下，是包含多个单元的，其中，无线接入点，即AP主要是将WLAN与LAN连接起来，从而实现各个单元的无缝连接。当无线局域网中的每个单元通过AP与有线骨干网连接在一起的时候，也就是将所有的基本服务组组合起来，就形成了扩展服务组，即ESS，目前的ESS的覆盖范围比较广，可达到几千米。

1.2无线局域网的传输原理

目前使用的无线局域网的传输模式主要由两种，即红外线方式和无线电波方式。由于红外线不受无线电波的影响，因此它的应用范围比较广，但是当传输距离增大时，传输质量会明显下降，而且遇到非透明物质时，穿透性也比较差。而无线电波的发射端主要是通过扩展频谱的方式或者窄带调制的方式将数据信息转化成电磁波信号进行发射，接收端接收到电磁波信号后再转化成数据信号，这样就完成了信号的发射与接收。现在最常使用的一种方式就是通过无线网卡将信号发送到无线交换机，然后通过无线交换机转换信号之后传送到目标客服端的无线网卡上，接收到电磁波信号之后再转换成数字信号，这样就实现了无线网络的通讯功能。

2无线网络的优势

2.1移动性强

与有线网络相比，无线网络摆脱了线缆的束缚，可以随时随地接收到信息服务，这样就显示出其移动性的优势。另外，有线网络由于线缆的限制，两个站点的距离最多只能达到500米，即使现在的科技比较发达，开始使用光纤接入站点，但是最远也只能达到3千米，而无线网络在这方面具有很大的优势，由于没有线缆的束缚，可以随时随地建立站点或者重新配置站点，两个站点间的距离可达到50千米。这样就摆脱了很多环境条件的限制，大大的拓展了网络了传输范围。

ZigBee技术是一种用于短距离、低速率、低成本的电子设备间的无线网络通信技术，ZigBee技术主要依据IEEE802.15.4标准，在多个微小的传感器之间进行通信，这些微小的传感器不需要消耗太多的能量，无线电波通过接力的方式将信息数据传递到下一个传感器中，因此，ZigBee技术具有很强的通信能力。一般情况下，随着通信距离的增加，设备的复杂程度、系统成本、能量消耗等也会逐渐增加，和现有的通信技术相比较，ZigBee技术是能耗和成本最低的技术之一。由于ZigBee技术通信范围比较小，传输速率比较低，因此，ZigBee技术适用于承载流量比较小的业务。

1ZigBee技术简介和IEEE802.15.4协议

1.1ZigBee技术

ZigBee是一种基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的技术标准，IEEE只能对低级的物理层和MAC层协议进行处理，因此，ZigBee联盟能标准化相应的网络协议层和API。完全协议可以直接连接到一个设备的基本节点4k字节、路由器协调器32k字节、Hub协调器的32k字节，由于每个协调器可以连接255个字节，几个协调器就能形成一个网络，因此，不会限制路由传输的数量。为保证便携式设备不会因意外泄漏标识，导致利用网络在传输过程中被其它节点获得信息，ZigBee联盟还开发了安全层。完整的ZigBee协议是由物理层、数据链路层、网络层、应用汇聚层、高层应用规范等组成的，其中ZigBee联盟制定网络层以上的协议，IEEE802.15.4制定物理层和数据链路层标准。应用汇聚层主要负责将不同的应用映射到ZigBee网络中，具有业务发现、设备发现、业务数据流汇聚、安全鉴权等功能；MAC层主要沿用WLAN中802.11标准CSMA/CA方式；在网络层ZigBee联盟可以制定星形、网状及丛集树状等几种形式。ZigBee协议套件十分紧凑，并且结构比较简单，对于硬件的要求比较低，8位微处理器80c51就能符合要求。

1.2IEEE802.15.4协议

IEEE802.15.4协议是ZigBee技术的基础，IEEE802.15.4标准是为低成本、低能耗的设备提供有效范围在10m的低速连接，能用于玩具、库存跟踪等领域。IEEE802.15.4定义了单一的MAC层和多样的物理层，MAC层可以支持多种LLC标准，利用SSCS协议能让LLC标准直接使用MAC层服务；物理层可以分为869/915MHz物理层和2.4GHz物理层两个标准，这两种物理层的数据包格式是相同的，而工作频率、扩频码片长度、调制技术、传输速率等方面存在一定的差异。

2ZigBee技术的特点

ZigBee技术和其他无线网络通信技术相比较，其最大的特点是：

一、4G移动通信技术的无线网络安全方面存在的主要问题

1.无线或有线链路上存在的安全问题

有线链路网络和无线网络共同构成了我们生活中所使用的网络系统,在Internet和无线网络快速进步的今天,他们的紧密的结合在一起,都为4G移动通信提供着支持和服务,复杂的4G移动通信技术在使用的过程中存在着很多的风险,无线和有线网络也同样在众多的安全威胁下提供着服务,主要表现为:(1)移动性:无线终端设备会在移动的过程中享受不同子网络的服务,不是固定于某一个网络下。(2)容错性:减少因无线网络结构不同而造成的差错。(3)多计费:在无线网络使用过程中,均是通过运营商来实现对接的,然而有些网络运营商通过网络随意加收客户的使用费用等等。(4)安全性:攻击者的窃听、篡改、插入或删除链路上的数据。

2.移动终端存在的安全问题

4G网络逐渐的已投入使用,用户们通过4G移动终端实现相互间的交流也更为密切,恶意软件及病毒也随着交流而流窜,使得它们的破坏力度和范围都有所扩大,使得移动终端系统遭受严重打击,甚至有关机或失灵等现象的出现。

3.网络实体上存在的安全问题

网络实体身份认证问题,包括接入网和核心网中的实体,无线LAD中的AP和认证服务器等。主要存在的安全威胁如下:(1)目前的网络攻击者利用多种手段,类型也是多样化,让网上用户防不胜防。但他们多半都有一个共同特点就是扮演合法用户使用网络服务,这样一来,网络监管方面也无法察觉,用户这边更是没有任何戒备,使得他们有很大的机会接近用户并进行各种骚扰和不良信息的。(2)无线网相对于宽带而言,它的接口数量有限,而且信号不稳定,容易受其他因素的干扰,这也就为攻击者提供了一个进入的漏洞,安全隐患的可能性也随之大大增强。(3)目前的的搜索功能可谓是越来越强大,尤其是“人肉搜索”,让用户的个人隐私等一再受到侵犯,这些攻击者一般都具有良好的计算机技术水平,对网络系统的运行了如指掌,很容易非法窃取用户信息,并展开下一步的追踪。(4)网络用户不肯承认他们使用的服务和资源,使进一步网络实体的认证增加了难度,这是用户可以逃避和不像曝光的行为,其实这样做只会给自己增加麻烦,到时遇到问题也很难得到有效处理。

二、:请记住我站域名4G通信安全措施

1传感器网络结构

ZigBee无线网络共有路由器、协调器以及终端设备三种逻辑设备类型。一个ZigBee无线网络仅存在一个协调器。协调器一旦被激活将会自动建立独立网络。本文采用了星型ZigBee无线网络，有且只有一个PAN主协调器。为了确保网络唯一性将采用一个PAN标识符来建立，使终端设备与路由器网络都能够正常连接网络。

2机房监控系统的设计与实现

2.1ZigBee协调器节点硬件设计ZigBee协调器节点主要由六大模块构成，分别为LED指示灯、电源模块、串口模块、晶振模块、射频天线以及无线收发器。LED指示灯主要用于显示系统网络连接状态。串口模块用于传输数据信息，并接收相关指令控制协调器运转。由于射频天线在输入和输出为高阻与差动，故适用(115+180)的差动负载。为了进一步优化ZingBee协调器节点性能，我们采用了不平衡变压器。无线收发器工作电压为3.3V，在运行过程中应采用电压转换模块将5V电压下降至3.3V无线收发器能够同时接收两种频率的晶振电路，以此满足监控系统的不同电路需求。

2.2传感器节点硬件设计传感器节点主要由电源模块、CC2430数据传输模块、数据采集模块以及外部数据存储等模块构成。电源模块使用两节5号干电池，CC2430数据传输模块负责数据的传输与采集，并通过与路由节点进行数据交换来控制命令。数据采集模块主要负责采集系统监控区域的湿度、温度、水浸以及光照强度等信息，并将其转化为数据进程存储。

2.3ZigBee协议栈ZigBee协议栈是分层的，每一层都需要向上一层进行数据的提供和管理功能，其主要包括网络层、应用层、媒体访问控制层以及物理层。其中应用层内又划分为ZDO、APS以及应用对象等。媒体访问控制层与物理层位于协议栈子层的最底，属于硬件系统，其他层则在这两者智商，不属于硬件系统。ZigBee协议栈的分层结构简洁明了，极大的方便了系统的设计和调控。

2.4无线传感网软件平台搭建搭建无线传感网软件平台需要一个良好的操作系统。操作系统能够对各项任务进行调度并使整个系统正常运转。不同；诶型设备的同一项处理可以视为同一任务，新建任务并添加至系统，操作系统即将新任务与ZigBee协议栈进行融合，使系统获得新功能并投入使用，从而搭建出完整的无线传感网软件平台。

3结语

一、4G移动通信技术的无线网络安全方面存在的主要问题

1.无线或有线链路上存在的安全问题

有线链路网络和无线网络共同构成了我们生活中所使用的网络系统，在Internet和无线网络快速进步的今天，他们的紧密的结合在一起，都为4G移动通信提供着支持和服务，复杂的4G移动通信技术在使用的过程中存在着很多的风险，无线和有线网络也同样在众多的安全威胁下提供着服务，主要表现为：（1）移动性：无线终端设备会在移动的过程中享受不同子网络的服务，不是固定于某一个网络下。（2）容错性：减少因无线网络结构不同而造成的差错。（3）多计费：在无线网络使用过程中，均是通过运营商来实现对接的，然而有些网络运营商通过网络随意加收客户的使用费用等等。（4）安全性：攻击者的窃听、篡改、插入或删除链路上的数据。

2.移动终端存在的安全问题

4G网络逐渐的已投入使用，用户们通过4G移动终端实现相互间的交流也更为密切，恶意软件及病毒也随着交流而流窜，使得它们的破坏力度和范围都有所扩大，使得移动终端系统遭受严重打击，甚至有关机或失灵等现象的出现。

3.网络实体上存在的安全问题

网络实体身份认证问题，包括接入网和核心网中的实体，无线LAD中的AP和认证服务器等。主要存在的安全威胁如下：（1）目前的网络攻击者利用多种手段，类型也是多样化，让网上用户防不胜防。但他们多半都有一个共同特点就是扮演合法用户使用网络服务，这样一来，网络监管方面也无法察觉，用户这边更是没有任何戒备，使得他们有很大的机会接近用户并进行各种骚扰和不良信息的。（2）无线网相对于宽带而言，它的接口数量有限，而且信号不稳定，容易受其他因素的干扰，这也就为攻击者提供了一个进入的漏洞，安全隐患的可能性也随之大大增强。（3）目前的的搜索功能可谓是越来越强大，尤其是“人肉搜索”，让用户的个人隐私等一再受到侵犯，这些攻击者一般都具有良好的计算机技术水平，对网络系统的运行了如指掌，很容易非法窃取用户信息，并展开下一步的追踪。（4）网络用户不肯承认他们使用的服务和资源，使进一步网络实体的认证增加了难度，这是用户可以逃避和不像曝光的行为，其实这样做只会给自己增加麻烦，到时遇到问题也很难得到有效处理。

二、4G通信安全措施