侯志楠

摘 要 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生，實現(xiàn)了計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機融合，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是較多領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)。海上船舶信息溝通對于船舶安全具有基礎(chǔ)性。船舶無線傳感器能夠為海上船舶運維提供導(dǎo)航、海洋氣象預(yù)報等重要信息。因而船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為必然趨勢。文章從船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)實意義入手，探究船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀，最終提出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所發(fā)揮的積極意義。

關(guān)鍵詞 船舶；無線傳感器；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）214-0139-02

船舶在海上運行時，要依靠無線傳感器同陸地進(jìn)行信息交流，同時還要求能夠依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展開海上信息的收集分析，如航海路線、海上氣象問題等等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)指的是利用新生的技術(shù)設(shè)備，如射頻識別技術(shù)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等傳感設(shè)備，按照設(shè)定的算法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化鏈接，達(dá)到一種智能化的信息通訊以及技術(shù)識別、定位、監(jiān)控管理的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段。在船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，能夠擴大和延伸船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的信息溝通的準(zhǔn)確性和全面科學(xué)性。

1 船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實意義

1）船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有規(guī)模大、密度大的特點，這就要求在設(shè)置大量的無線傳感器，而一旦在航行中傳感器出現(xiàn)故障問題，就會直接影響信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的在線傳輸和應(yīng)用，及利用大數(shù)據(jù)技術(shù)手段，建立航行數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)鬏數(shù)母黝悢?shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析，得出最佳的信息情況。

2）船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有資源限制性。無線傳感器單一節(jié)點所傳輸?shù)男畔①Y源數(shù)量較少，另外無線傳感器需要更換電池，但是受到地理位置的影響以及物理影響，一些傳感器往往不能及時更好電池，因而不能有效地發(fā)揮功能作用，因而在使用過程中如何實現(xiàn)能源的節(jié)約成為船舶海上航行的主要難點之一，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的導(dǎo)入，能夠有效擺脫對各類傳感器的依賴，通過網(wǎng)絡(luò)和計算機來展開數(shù)據(jù)的手機和信息的共享。

2 船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由傳感器節(jié)點、匯集節(jié)點和管理節(jié)點組成。其工作流程是由隨機拋撒出數(shù)量眾多的傳感器節(jié)點，各節(jié)點在所落位的地區(qū)自行組建成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且對監(jiān)控對象進(jìn)行監(jiān)控，將監(jiān)控信息通過已經(jīng)設(shè)定好的路由協(xié)議傳輸?shù)絽R集節(jié)點，然后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星等設(shè)備傳輸?shù)焦芾砉?jié)點，終端用戶從管理節(jié)點中獲取有用的信息資源。由此實現(xiàn)海上船舶航行的各項數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用。

船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是基于無數(shù)的傳感器節(jié)點實現(xiàn)的，嵌入式的傳感器在信息數(shù)據(jù)處理方面、存儲能力方便和通信能力上都具有一定的局限性，需要采用多條路由來彌補不足，另外傳感器節(jié)點同匯集節(jié)點、管理節(jié)點需要三方面的相互協(xié)同，信息溝通，傳達(dá)各種指令。作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在生產(chǎn)領(lǐng)域得到了大幅度的使用。對于船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用主要是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中體現(xiàn)出來的過程。

3 船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)中發(fā)揮主要的技術(shù)指導(dǎo)作用。船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)正是當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其中所發(fā)揮的作用[1]。

3.1 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議保護技術(shù)

1）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議保護技術(shù)是一種完整的信息安全系統(tǒng)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用目的主要是對用戶身份進(jìn)行認(rèn)證和確保信息的不可否認(rèn)性，也兼具對數(shù)據(jù)保密性和完整性的保護，在船舶無線傳感器網(wǎng)中通信協(xié)議保護技術(shù)要求能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點多發(fā)出的各類信息數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。對一些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行甄別，對錯誤的內(nèi)容進(jìn)行區(qū)別。該技術(shù)手段是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的信息安全技術(shù)保障技術(shù)[2]。

2）安全套接層協(xié)議是由Nctscapc公司提出的應(yīng)用安全協(xié)議，整個安全系統(tǒng)包括服務(wù)器認(rèn)證、用戶認(rèn)證和確保數(shù)據(jù)完整性和保密性的信息保護技術(shù)組成，能有效的提供對信息安全的保護和驗證數(shù)據(jù)真實性，但無法提供數(shù)字簽名來證明信息的不可否認(rèn)性，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供確保信息保密性。該信息安全技術(shù)能使傳遞過程中傳遞信息分開獨立簽名，在確認(rèn)傳遞中所有信息的不可否認(rèn)性同時，能將信息分段獨立顯示給該段信息相關(guān)參與傳遞方，如傳感器節(jié)點能夠?qū)⒏鱾€節(jié)點所收集到的資料通過多條路由線傳遞給匯集節(jié)點和管理節(jié)點，對所接收的節(jié)點信息能夠進(jìn)行再次的認(rèn)證，確保流程中所傳遞的信息的合法性。以數(shù)字證書技術(shù)為核心的身份認(rèn)證系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確的驗證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳遞各方身份。數(shù)字證書技術(shù)是特定機關(guān)對網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行活動的各方進(jìn)行身份編號記錄，以確定其身份的信息安全技術(shù)，其原理類似于網(wǎng)絡(luò)身份證。

3）確保無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各方傳遞行為的不可否認(rèn)性。該項服務(wù)是安全電子傳遞協(xié)議的核心內(nèi)容，使用的核心技術(shù)為數(shù)字簽名：具備簽字方不能否認(rèn)、無法被偽造、能夠被驗證特性的基于信息加密（公鑰加密算法）的信息安全技術(shù)；數(shù)字指紋：又稱數(shù)字摘要，是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密同時摘要一段信息成為數(shù)據(jù)的“指紋”來驗證信息是否真實的信息安全技術(shù)。除這兩項技術(shù)外，還有數(shù)字證書及雙重簽名技術(shù)等信息安全技術(shù)[3]。

4）安全性分析。通過信息安全技術(shù)對整個支付環(huán)境進(jìn)行檢測，確定用戶傳遞環(huán)境的安全性，有加固信息系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)的作用，對傳遞中產(chǎn)生信息的安全有較好的保障作用。

3.2 網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議技術(shù)

1）安全協(xié)議是信息安全技術(shù)根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行活動多年積累的經(jīng)驗，建立的較為完善的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全檢測和保護系統(tǒng)和信息系統(tǒng)安全檢測和保密系統(tǒng)，主要實現(xiàn)安全驗證功能，信息加密功能和保護用戶整個網(wǎng)絡(luò)活動環(huán)境安全功能。網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)長期奠定和總結(jié)出來的安全技術(shù)手段。

2）網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了安全的信息管理。當(dāng)前給予物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全協(xié)議技術(shù)包括信息加密協(xié)議、密鑰管理協(xié)議、數(shù)據(jù)驗證協(xié)議、安全審計協(xié)議及防護協(xié)議，才能全方位的保障大數(shù)據(jù)時代信息安全。

3）加密協(xié)議是指能授權(quán)控制加密信息，使其無權(quán)被沒有權(quán)限人員讀取和能讀取加密信息并轉(zhuǎn)化為公開數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膮f(xié)議。其核心理念是對數(shù)據(jù)保密性劃分不同授權(quán)等級和對加密解密算法也劃分不同安全等級，是用戶擁有能夠?qū)ΡＣ苄砸蟛煌男畔⑦M(jìn)行直接管理的便利，同時不會擔(dān)心信息泄密[4]。

4）密鑰管理協(xié)議是將密鑰被生成到利用的所有步驟進(jìn)行分級授權(quán)保護，保證密鑰的封閉性同時也能做到靈活的使用。例如密鑰的生成、分發(fā)授權(quán)于金融機構(gòu)使其能夠生成密鑰分發(fā)給傳遞中支付方，使其能生成數(shù)字簽名保證信息不可否認(rèn)性，而最終的密鑰公證則授權(quán)與特定機構(gòu)，以驗證信息的真實性。數(shù)據(jù)驗證協(xié)議，是對用戶將要使用數(shù)據(jù)進(jìn)行安全驗證的協(xié)議，驗證大數(shù)據(jù)時代活動中交換的數(shù)據(jù)是否具有端級簽名和個人簽名。安全審計協(xié)議，協(xié)議內(nèi)容是對大數(shù)據(jù)時代活動中所有有關(guān)安全的事件進(jìn)行收集、檢測和控制，起到危險防護的作用和對危害安全事件進(jìn)行追責(zé)的作用。

5）防護協(xié)議。防護協(xié)議內(nèi)容包括除防病毒卡、干擾儀等物理防護措施，還有對信息系統(tǒng)中的保護數(shù)據(jù)例如包過濾審計表進(jìn)行控制和保護的協(xié)議，對一些保密參數(shù)例如密鑰等進(jìn)行保護和控制的協(xié)議，防止入侵和防止用戶失誤影響信息保密效果[5]。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了較高技術(shù)水平的計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，改善了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中常常出現(xiàn)的傳感器失誤以及資源浪費等問題。另外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供精確的計算能力，通過數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，對比管理節(jié)點所呈現(xiàn)出來的信息資源，為船舶在海上的航行提供了及時準(zhǔn)確的導(dǎo)航、氣象預(yù)報以及航線規(guī)劃等等。另外還解決了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)本身所具有的資源限制的問題。

4 結(jié)論

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，為海上船舶生產(chǎn)活動提供了準(zhǔn)確的全球定位，方便在船舶出現(xiàn)故障時，及時展開救援活動；為海上氣象活動展開跟蹤報道，為船舶的航行提供天氣參考等等?？梢哉f物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不受外界影響，更加準(zhǔn)確科學(xué)。因而實現(xiàn)船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究至關(guān)重要，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供了網(wǎng)絡(luò)通訊安全技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，從根本上推動船舶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的全面、系統(tǒng)、科學(xué)發(fā)展，提高其在船舶航行中的重要地位。

參考文獻(xiàn)

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