船舶无线传感器网络中物联网技术的应用

侯志楠

摘 要 随着现代科学技术的发展，物联网技术应运而生，实现了计算机技术和互联网技术的有机融合，当前物联网技术是较多领域中的关键技术。海上船舶信息沟通对于船舶安全具有基础性。船舶无线传感器能够为海上船舶运维提供导航、海洋气象预报等重要信息。因而船舶无线传感器网络中使用物联网技术成为必然趋势。文章从船舶无线传感器网络中物联网技术的现实意义入手，探究船舶无线传感器网络的发展现状，最终提出物联网技术在船舶无线传感器网络中所发挥的积极意义。

关键词 船舶；无线传感器；物联网技术；应用

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）214-0139-02

船舶在海上运行时，要依靠无线传感器同陆地进行信息交流，同时还要求能够依靠网络技术展开海上信息的收集分析，如航海路线、海上气象问题等等。物联网技术指的是利用新生的技术设备，如射频识别技术、红外感应器、全球定位系统等传感设备，按照设定的算法实现网络化链接，达到一种智能化的信息通讯以及技术识别、定位、监控管理的网络技术手段。在船舶无线传感器网络中导入物联网技术手段，能够扩大和延伸船舶无线传感器网络中的信息沟通的准确性和全面科学性。

1 船舶无线传感器网络中物联网技术应用的现实意义

1）船舶无线传感器网络具有规模大、密度大的特点，这就要求在设置大量的无线传感器，而一旦在航行中传感器出现故障问题，就会直接影响信息数据的准确性。物联网技术能够实现数据的在线传输和应用，及利用大数据技术手段，建立航行数据库，能够对传输的各类数据进行总结分析，得出最佳的信息情况。

2）船舶无线传感器网络具有资源限制性。无线传感器单一节点所传输的信息资源数量较少，另外无线传感器需要更换电池，但是受到地理位置的影响以及物理影响，一些传感器往往不能及时更好电池，因而不能有效地发挥功能作用，因而在使用过程中如何实现能源的节约成为船舶海上航行的主要难点之一，实现物联网技术的导入，能够有效摆脱对各类传感器的依赖，通过网络和计算机来展开数据的手机和信息的共享。

2 船舶无线传感器网络发展现状

无线传感器网络由传感器节点、汇集节点和管理节点组成。其工作流程是由随机抛撒出数量众多的传感器节点，各节点在所落位的地区自行组建成网络系统，并且对监控对象进行监控，将监控信息通过已经设定好的路由协议传输到汇集节点，然后经过网络、卫星等设备传输到管理节点，终端用户从管理节点中获取有用的信息资源。由此实现海上船舶航行的各项数据的采集和应用。

船舶无线传感器网络是基于无数的传感器节点实现的，嵌入式的传感器在信息数据处理方面、存储能力方便和通信能力上都具有一定的局限性，需要采用多条路由来弥补不足，另外传感器节点同汇集节点、管理节点需要三方面的相互协同，信息沟通，传达各种指令。作为物联网技术的核心技术的无线传感器网络技术，在生产领域得到了大幅度的使用。对于船舶无线传感器网络中物联网技术的应用主要是物联网技术如何在无线传感器网络中体现出来的过程。

3 船舶无线传感器网络中物联网技术的应用表现

物联网技术在船舶无线传感器网络技术中的关键技术中发挥主要的技术指导作用。船舶无线传感器网络中的关键技术正是当下物联网技术在其中所发挥的作用[1]。

3.1 网络通信协议保护技术

1）网络通信协议保护技术是一种完整的信息安全系统，在无线传感器网络中应用目的主要是对用户身份进行认证和确保信息的不可否认性，也兼具对数据保密性和完整性的保护，在船舶无线传感器网中通信协议保护技术要求能够对传感器节点多發出的各类信息数据进行筛选。对一些数据信息进行甄别，对错误的内容进行区别。该技术手段是物联网技术中的信息安全技术保障技术[2]。

2）安全套接层协议是由Nctscapc公司提出的应用安全协议，整个安全系统包括服务器认证、用户认证和确保数据完整性和保密性的信息保护技术组成，能有效的提供对信息安全的保护和验证数据真实性，但无法提供数字签名来证明信息的不可否认性，物联网技术为船舶无线传感器网络提供确保信息保密性。该信息安全技术能使传递过程中传递信息分开独立签名，在确认传递中所有信息的不可否认性同时，能将信息分段独立显示给该段信息相关参与传递方，如传感器节点能够将各个节点所收集到的资料通过多条路由线传递给汇集节点和管理节点，对所接收的节点信息能够进行再次的认证，确保流程中所传递的信息的合法性。以数字证书技术为核心的身份认证系统，能够准确的验证无线传感器网络中传递各方身份。数字证书技术是特定机关对网络中进行活动的各方进行身份编号记录，以确定其身份的信息安全技术，其原理类似于网络身份证。

3）确保无线传感器网络中各方传递行为的不可否认性。该项服务是安全电子传递协议的核心内容，使用的核心技术为数字签名：具备签字方不能否认、无法被伪造、能够被验证特性的基于信息加密（公钥加密算法）的信息安全技术；数字指纹：又称数字摘要，是对数据进行加密同时摘要一段信息成为数据的“指纹”来验证信息是否真实的信息安全技术。除这两项技术外，还有数字证书及双重签名技术等信息安全技术[3]。

4）安全性分析。通过信息安全技术对整个支付环境进行检测，确定用户传递环境的安全性，有加固信息系统中软件系统的作用，对传递中产生信息的安全有较好的保障作用。

3.2 网络安全协议技术

1）安全协议是信息安全技术根据计算机网络中进行活动多年积累的经验，建立的较为完善的网络环境安全检测和保护系统和信息系统安全检测和保密系统，主要实现安全验证功能，信息加密功能和保护用户整个网络活动环境安全功能。网络安全协议是物联网技术长期奠定和总结出来的安全技术手段。

2）网络安全协议技术为无线传感器网络提供了安全的信息管理。当前给予物联网技术的安全协议技术包括信息加密协议、密钥管理协议、数据验证协议、安全审计协议及防护协议，才能全方位的保障大数据时代信息安全。

3）加密协议是指能授权控制加密信息，使其无权被没有权限人员读取和能读取加密信息并转化为公开数据在网络中传输的协议。其核心理念是对数据保密性划分不同授权等级和对加密解密算法也划分不同安全等级，是用户拥有能够对保密性要求不同的信息进行直接管理的便利，同时不会担心信息泄密[4]。

4）密钥管理协议是将密钥被生成到利用的所有步骤进行分级授权保护，保证密钥的封闭性同时也能做到灵活的使用。例如密钥的生成、分发授权于金融机构使其能够生成密钥分发给传递中支付方，使其能生成数字签名保证信息不可否认性，而最终的密钥公证则授权与特定机构，以验证信息的真实性。数据验证协议，是对用户将要使用数据进行安全验证的协议，验证大数据时代活动中交换的数据是否具有端级签名和个人签名。安全审计协议，协议内容是对大数据时代活动中所有有关安全的事件进行收集、检测和控制，起到危险防护的作用和对危害安全事件进行追责的作用。

5）防护协议。防护协议内容包括除防病毒卡、干扰仪等物理防护措施，还有对信息系统中的保护数据例如包过滤审计表进行控制和保护的协议，对一些保密参数例如密钥等进行保护和控制的协议，防止入侵和防止用户失误影响信息保密效果[5]。

物联网技术提供了较高技术水平的计算机技术和互联网技术，改善了无线传感器网络中常常出现的传感器失误以及资源浪费等问题。另外物联网技术还为无线传感器网络提供精确的计算能力，通过数据库的数据，对比管理节点所呈现出来的信息资源，为船舶在海上的航行提供了及时准确的导航、气象预报以及航线规划等等。另外还解决了无线传感器网络本身所具有的资源限制的问题。

4 结论

综上所述，物联网技术在船舶无线传感器网络中的应用，为海上船舶生产活动提供了准确的全球定位，方便在船舶出现故障时，及时展开救援活动；为海上气象活动展开跟踪报道，为船舶的航行提供天气参考等等。可以说物联网技术推动船舶无线传感器网络不受外界影响，更加准确科学。因而实现船舶无线传感器网络中的物联网技术应用研究至关重要，目前物联网技术为无线传感器网络提供了网络通讯安全技术和网络安全技术，从根本上推动船舶无线传感器网络的全面、系统、科学发展，提高其在船舶航行中的重要地位。

参考文献

[1]李刚.船舶无线传感器网络中物联网技术的应用[J].舰船科学技术，2018，40（6）：178-180.

[2]侯星.物联网技术在船舶企业物资管理中的应用研究[D].镇江：江苏科技大学，2016.

[3]徐晶. 船舶管件精益化制造物联网系统研究[D].广州：广东工业大学，2014.

[4]肖同悦.基于物联网技术的集装箱堆场装卸资源配置优化研究[D].大连：大连海事大学，2013.

[5]杨虎.基于物联網技术的船舶远程监控系统的研究与实现[D].镇江：江苏科技大学，2013.