无线传感器网络使用指南

原文：How to feed and care for your wireless sensor networks
译者：牟云飞
责编：屠敏，关注物联网、移动开发领域，寻求报道或投稿请发邮件[email protected]，或微信tm_forever_miss。

在物联网飞速发展的今天，随着数据呈指数级增长、安全意识不断提升、企业网络出现越来越多局限，企业升级无线传感器节点的需求不断增大。随着物联网在企业中的普及，IT专业人员部署和建设传感器网络也越来越便捷。

由于物联网可以实现价格更低、准确度更高的智能设备或传感器，许多组织希望推出升级计划。然而，升级和改进的道路并不是简单的即插即用；组织应遵循与其他IT计划同样的网络协议，加强安全性，确认监测管理工具在建立管理网络过程中的有效运作。

无线传感器网络的定义

在研究如何构建或管理这些网络之前，我们得先对其进行定义：无线传感器网络是具有空间分布式自主传感器的无线网络，用于监测物理或环境条件，如声音、温度或湿度。这些传感器将数据通过网络传输到主处理库，IT专业人员可以在主处理库收集数据。由于企业需要不断监测数据中心情况，无线传感器网络适合在企业运用。

举个例子，如果应用程序出现非正常运作，这可能是由于数据中心的温度高于可接受范围。传感节点通过网络将数据发送到处理库，我们可以以此来校正和解决问题。今天的无线传感器网络是双向的，这意味着我们可以收集和操纵数据来更全面地了解环境。

传感器节点在企业中已经非常常见。但当已连接的设备能够通过网络发送收集到的数据时，我们可能很难掌握设备捕获的全部信息，这就涉及组织监测和管理软件（尤其是无线监测和警报软件）的有效性。这些警报应能反应设备整体效果以及企业使用信息情况。另外，即使是使用局域网（LAN）而非广域网（WAN），也应该了解具备连接设备潜力的端口，为将来根据需求快速扩展或部署相应端口做准备。

为了更好地利用无线传感器网络，我们得接受使用一个无需认证网络来集成新技术，同时也要保持网络分段防止网络渗透或与其他网络的交叉。这不仅有助于安全性的保障，还可以让网络管理员了解这些设备在网络上的实际表现。事实上，许多组织仍然不完全了解其设备的工作原理，所以一个无需认证的分段网络是维护组织安全的关键。

实现的挑战有哪些？

无线传感器网络面临的最大挑战之一在监测方面。鉴于监测的重要性，IT专业人员通常在部署传感器节点的同时会安装一个监测工具；但这可能会打破基线活动的平衡。例如，如果传感器节点部署在危险环境中（如有能源供应或电气问题的环境），则监测基准线可能并不准确。为了避免这一情况，首先要全面监测无线网络及其所处环境，从而形成基准，然后再部署传感器来识别所产生的变化并形成实际活动图像。

物联网的性质适合即插即用设备或传感器，但也要注意观察带宽每月的活动趋势，这样可以更准确地对未来进行规划，分配资源和进行花费也更具成本效益。事实上，与实现相关的第二大挑战是网络传感器节点的增加成本。由于组织并不经常通过测试和监测传感器的使用情况来跟踪带宽的使用情况，所以需要为可能增加的网络活动做好预算。

最后，工作生活在2017年的人都知道，网络设备、系统、无线设备等由于连接到互联网、数据在网络上进行传输，因此很容易受到攻击。安全性是流动的、不断变化的，需要持续的关注，而IT专业人员可能会分身乏术，往往没有足够资源使其业务免受攻击。IT专业人员有大量专业知识，但往往对基础架构的相互关联性不够了解，无法主动识别漏洞。考虑到这一点以及未来日益增加的数据泄露威胁，应该对安全信息和事件管理（SIEM）和合规性软件进行投资，因为它们作为安全网能在出现问题时做出提醒。

最佳管理实践

在将传感器节点添加到网络之前，必须制定一套计划确保能够在任何时间点都清楚了解该网络状况，利用监测系统提供无线接入点上、设备间信号传输时的数据。应包含新设备报警功能，确保我们始终了解网络上任何新情况。此外，应该遵循以下步骤，以确保传感器的顺利实现：

• 设置跟踪指标。应该了解需要传感器设备的具体目的，以便充分利用传感器设备。比如监测员工办公空间的温度和监测冰淇淋仓库的温度是完全不同的。说到底，为了拥有数据而拥有数据只是浪费时间、存储和IT资源。大量毫无目的的监测会影响实际指标（至少是提供可行操作的指标）的发现。

• 选择一个网络管理工具并对其进行全面评估。评估网络管理工具时，确定需要知道或者想要知道的内容，以防止某些情况的发生或确保具备一套可操作的计划。进行并行评估，去探索包括预测设备的可扩展性、测量带宽使用情况、在集中位置显示收集到的信息、提醒阈值、以及根据这些设备发送出的信息进行交叉执行在内的一系列功能。这些功能都可以用来创建一个高效、有价值且具有成本效益的传感器网络。例如，温度或湿度传感器节点发现异常情况，网络监测管理软件在提醒你的同时也向维护团队发出申请，从而简化操作并实现更快的解决。

• 建立基线。对相关基础架构的标准性能有基本了解，一旦出现问题能够提供检查的参考，从而标准化团队的安全专业知识。安全团队可以执行预先确定的应对计划，以便快速有效地进行修复。虽然这往往被忽视，但的确非常重要，传感器节点可以使我们提前看到问题，并在安全问题扩大前进行解决。

有些IT专业人员能有效管理数据中心或其他环境中的传感器节点以监测温度、湿度、声音或其他功能，这些人就能进一步为其组织提出深刻见解并为组织业务带来积极作用。一直以来推行的最佳实践是，在建立无线传感器网络之前，要了解物联网设备如何影响组织，并制定行动计划，包括想要实现的目标或者想从处在环境中的设备上得到的信息， 然后再使用适当的工具进行管理和目标实现。