專利名稱：便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，更具體的說，尤其涉及一種可以對WSN中無線性能參數(shù)和安全性能進行測試和評估的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種通信網(wǎng)絡(luò)，其無線通信方式、自組織、低能耗等特點使其擁有廣闊的應(yīng)用空間，但這些特點在信息安全保障方面卻具有明顯的弱點，因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)進行安全測試和評估是衡量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)信息安全保證能力的有效機制。所謂安全測評，即通過一定的手段和方法對目標系統(tǒng)的各種安全性進行測試和驗證，并根據(jù)測試結(jié)果對系統(tǒng)的安全性進行評估的一種方法。這是衡量信息系統(tǒng)安全性的重要手段，是系統(tǒng)安全評估的重要依據(jù)，在一定意義上具有安全模型發(fā)展的導(dǎo)向職責(zé)，這對于維護國家信息安全，增強用戶對信息產(chǎn)品和系統(tǒng)使用的信心，促進產(chǎn)品在市場中的推廣均具有重要意義。將安全測評引入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，則更加具有現(xiàn)實意義這不僅能夠強制無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廠商生產(chǎn)出滿足安全要求的產(chǎn)品，而且能夠為用戶根據(jù)自身的用途和應(yīng)用環(huán)境按需選擇滿足安全需求的產(chǎn)品提供了依據(jù)，進而能夠大力促進此類產(chǎn)品在市場中的普及推廣。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種可以對WSN中無線性能參數(shù)和安全性能進行測試和評估的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，包括起運算和控制作用的主控制電路、用于進行控制和顯示數(shù)據(jù)的顯示控制單元以及用于給整個測試儀供電的供變電模塊，其特別之處在于所述主控制電路連接有SNIFEER天線捕包器模塊和WSN測試單元，該 SNIFEER天線捕包器模塊和WSN測試單元均連接有無線網(wǎng)絡(luò)天線；所述WSN測試單元包括 WSN精簡功能節(jié)點、WSN路由節(jié)點和WSN中心節(jié)點。主控制電路可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的運算、處理和存儲，并協(xié)調(diào)各個模塊的時序和正常工作；顯示控制單元不僅能對運算結(jié)果進行顯示，而且還能進行對測試儀的相關(guān)參量進行控制；供變電模塊可以對市電進行變換并存儲，并給整個測試儀進行供電。SNIFEER天線捕包器模塊用于監(jiān)視無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)、數(shù)據(jù)流動情況以及網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔?，通過對WSN中的無線數(shù)據(jù)包進行捕獲和分析測試，完成RSSI、 PAIND, MAC、LQI無線性能參數(shù)的測試和評估；WSN精簡功能節(jié)點、WSN路由節(jié)點和WSN中心節(jié)點用于模擬無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)節(jié)點，以便向被測試WSN中發(fā)送相應(yīng)的攻擊測試， 完成對WSN的安全性能測試。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述的主控制電路包括微控制器模塊、存儲器模塊、顯示模塊和接口模塊，所述的微控制器模塊由DSP微處理器和ARM微處理器組成，所述的存儲器模塊為Flash存儲器。微控制器模塊采用DSP+ARM架構(gòu)，主頻可以采用533MHz，DSP微處理器用于對大數(shù)據(jù)量的信號進行分析和運算，包括對SNIFEER天線捕包器模塊、WSN精簡功能節(jié)點、WSN路由節(jié)點和WSN中心節(jié)點相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)的分析和運算。 Flash存儲器實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的存儲。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述的供變電模塊包括充供電模塊、與充電模塊相連接的蓄電池模塊和直接給測試儀供電DC/DC變換模塊，所述DC/DC變換模塊的輸入端與充供電模塊和蓄電池模塊均相連接。充供電模塊用于與市電相連接，把常用的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸入到蓄電池模塊和DC/DC變換模塊中，以分別進行充電和對測試儀進行供電；在充供電模塊沒有輸出的情況下蓄電池模塊對測試儀進行供電。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述蓄電池模塊為鋰電池模塊，所述DC/DC變換模塊有+12伏和+5伏兩個直流輸出端。采用鋰電池是為了保證其有較長的供電時間；DC/DC變換模塊采用+12伏和+5伏可滿足不同的電平需求。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述顯示控制單元包括與主控制電路均相連接的液晶顯示控制器和背光控制器，所述液晶顯示控制器連接有液晶顯示控制屏。液晶顯示控制屏不僅可以對實驗結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的顯示，而且還能通過觸摸控制屏部分對相應(yīng)的檢測量和參數(shù)進行控制。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述WSN精簡功能節(jié)點和WSN 路由節(jié)點與主控制電路通過信號無縫切換電路相連接；所述WSN中心節(jié)點與主控制電路通過信號轉(zhuǎn)換電路相連接。主控制電路通過信號無縫切換電路可以在WSN精簡功能節(jié)點和 WSN路由節(jié)點之間進行選擇，以便通過相應(yīng)的節(jié)點發(fā)送攻擊測試信息；主控制電路通過信號轉(zhuǎn)換電路實現(xiàn)與WSN中心節(jié)點的連接，以便通過WSN中心節(jié)點發(fā)送測試信息。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述SNIFEER天線捕包器模塊通過USB控制電路與主控制電路相連接。SNIFEER天線捕包器模塊采用USB接口形式，易于實現(xiàn)與主控制電路進行即插即用，也便于更換。本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，所述無線網(wǎng)絡(luò)天線的工作頻段為2. 4GHz頻段。本實用新型的有益效果是本實用新型通過設(shè)置與主控制電路相連接的SOTFEER 天線捕包器模塊，實現(xiàn)了對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信號強度、接口、協(xié)議以及鏈路質(zhì)量等無線性能參數(shù)的測試和評估；通過設(shè)置與主控制電路相連接的WSN精簡功能節(jié)點、WSN路由節(jié)點和WSN中心節(jié)點，實現(xiàn)了對WSN中相應(yīng)接點的模擬，以便偽裝成相應(yīng)的節(jié)點向WSN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送攻擊測試信息，從而達到了對WSN網(wǎng)絡(luò)的偽裝測試、被動能耗攻擊測試、主動能耗攻擊測試、Sybil (女巫)攻擊等安全性能參數(shù)進行測量。本實用新型中的主控制電路采用DSP+ARM 架構(gòu)，有效地實現(xiàn)了對大量數(shù)據(jù)的快速處理和與外圍模塊的通訊功能；本實用新型采用可進行充電和蓄電的供變電模塊，還保證了其具有較長的獨立工作時間。

圖1為本實用新型的電路原理圖；圖中1主控制電路，2 SNIFEER天線捕包器模塊，3 WSN測試單元，4 WSN精簡功能節(jié)點，5 WSN路由節(jié)點，6 WSN中心節(jié)點。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，給出了本實用新型的電路原理圖，其包括主控制電路1、SINFEER天線捕包器模塊2、WSN測試單元3、WSN精簡功能節(jié)點4、WSN路由節(jié)點5、WSN中心節(jié)點6。主控制電路1包括微控制器模塊、顯示模塊、接口模塊和存儲器模塊，其中的微控制器模塊由 DSP微處理器和ARM微處理器組成，形成DSP+ARM構(gòu)架，主頻為533MHz，DSP微處理器用于實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)量信號的分析和運算，分析包括無線捕包器、RFD、Router, Coord等設(shè)備的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并提供控制和顯示端口，從而實現(xiàn)設(shè)備對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試和評估功能；顯示模塊實現(xiàn)與顯示控制單元的連接，以便顯示測試數(shù)據(jù)和輸入相應(yīng)的控制參量；存儲器模塊采用Flash存儲器，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲。所示的供變電模塊與主控制電路相連接并實現(xiàn)對整個測試儀進行供電，其包括充電模塊、蓄電池模塊和DC/DC變換模塊，其中，蓄電池模塊為鋰電池模塊，充電模塊的輸出端與蓄電池模塊和DC/DC變換模塊均相連接。充供電模塊采用25. 2V -3A高效供電單元， 輸入端可與市電相連接，輸出端輸出電壓為+25. 2伏直流電，輸出端可為鋰電池充電，同時可以為整個設(shè)備供電，充滿電時間為4-5個小時。鋰電池采用的是22. 2V-10AH鋰電池，設(shè)備可獨立工作3小時以上。DC/DC變壓模塊主要為各個功能模塊提供+12V和+5V兩種電壓，模塊采用高功率DC/DC芯片，實現(xiàn)了 12V-1A，5V-6A的輸出，且輸出效率可達80%以上， 具有良好的轉(zhuǎn)化效率。所示的顯示控制單元包括與顯示模塊相連的接的背光控制器、液晶顯示控制器和液晶顯示控制屏，液晶顯示控制屏與液晶顯示控制器相連接；顯示控制單元主要用于實現(xiàn)便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀的顯示輸出，其中的液晶顯示控制屏采用 6. 4寸的液晶屏，分辨率為1024X768，同時配套使用4線電阻式觸摸屏，通過USB與主控制電路1連接。所示的SNIFEER天線捕包器模塊2通過USB控制電路與主控制電路1相連接，實現(xiàn)了 SNIFEER天線捕包器模塊與主控制單元的方便連接；SNIFEER天線捕包器模塊與2. 4G無線網(wǎng)絡(luò)接收電線相連，以便SMFEER天線捕包器模塊對被檢測WSN網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包進行捕獲和分析測試，主控制電路根據(jù)捕獲的數(shù)據(jù)包可以實現(xiàn)RSSI、PAIND、MAC、LQI等無線性能參數(shù)的測試和評估，并通過液晶顯示控制屏實時顯示W(wǎng)SN網(wǎng)絡(luò)性能。WSN精簡功能節(jié)點4、 WSN路由節(jié)點5和WSN中心節(jié)點6共同組成了 WSN測試單元3，該測試單元3連接有2. 4G無線網(wǎng)絡(luò)天線；WSN精簡功能節(jié)點4和WSN路由節(jié)點5通過信號無縫切換開關(guān)與主控制電路1 相連接，WSN中心節(jié)點6通過信號轉(zhuǎn)換電路與主控制電路相連接，WSN精簡功能節(jié)點4、WSN 路由節(jié)點5和WSN中心節(jié)點6具有高輸出功率和高接收靈敏度，且具有低功耗特性，其中主要完成的安全測試包括偽裝測試、被動能耗攻擊測試、主動能耗攻擊測試、Sybil (女巫)攻擊、路由節(jié)點拋棄數(shù)據(jù)測試等一系列無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全測試方法。WSN測試單元3通過與其配套使用的軟件，可以形成完整的測試報告和文檔輸出。
權(quán)利要求1.一種便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，包括起運算和控制作用的主控制電路 (1)、用于進行控制和顯示數(shù)據(jù)的顯示控制單元以及用于給整個測試儀供電的供變電模塊， 其特征在于所述主控制電路(1)連接有SNIFEER天線捕包器模塊(2 )和WSN測試單元(3 )， 該SNIFEER天線捕包器模塊(2)和WSN測試單元均連接有無線網(wǎng)絡(luò)天線；所述WSN測試單元(3)包括WSN精簡功能節(jié)點(4)、WSN路由節(jié)點(5)和WSN中心節(jié)點(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述的主控制電路(1)包括微控制器模塊、存儲器模塊、顯示模塊和接口模塊，所述的微控制器模塊由DSP微處理器和ARM微處理器組成，所述的存儲器模塊為Flash存儲器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述的供變電模塊包括充供電模塊、與充電模塊相連接的蓄電池模塊和直接給測試儀供電DC/ DC變換模塊，所述DC/DC變換模塊的輸入端與充供電模塊和蓄電池模塊均相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述蓄電池模塊為鋰電池模塊，所述DC/DC變換模塊有+12伏和+5伏兩個直流輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述顯示控制單元包括與主控制電路(1)均相連接的液晶顯示控制器和背光控制器，所述液晶顯示控制器連接有液晶顯示控制屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述 WSN精簡功能節(jié)點(4)和WSN路由節(jié)點(5)與主控制電路(1)通過信號無縫切換電路相連接；所述WSN中心節(jié)點與主控制電路(1)通過信號轉(zhuǎn)換電路相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述 SNIFEER天線捕包器模塊(2 )通過USB控制電路與主控制電路(1)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，其特征在于所述無線網(wǎng)絡(luò)天線的工作頻段為2. 4GHz頻段。
專利摘要本實用新型的便攜式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全測試儀，包括主控制電路、顯示控制單元和供變電模塊，其特別之處在于所述主控制電路連接有SNIFEER天線捕包器模塊和WSN測試單元，該SNIFEER天線捕包器模塊和WSN測試單元均連接有無線網(wǎng)絡(luò)天線；所述WSN測試單元包括WSN精簡功能節(jié)點、WSN路由節(jié)點和WSN中心節(jié)點。本實用新型通過設(shè)置SNIFEER天線捕包器模塊，實現(xiàn)了對WSN中信號強度、接口、協(xié)議以及鏈路質(zhì)量等無線性能參數(shù)的測試和評估；通過設(shè)置WSN精簡功能節(jié)點、WSN路由節(jié)點和WSN中心節(jié)點，而達到了對WSN網(wǎng)絡(luò)的偽裝測試、被動能耗攻擊測試、主動能耗攻擊測試、Sybil(女巫)攻擊等安全性能參數(shù)進行測量。
文檔編號H04W24/08GK201986163SQ201120019349
公開日2011年9月21日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者呂家亮, 楊明, 舒明雷, 趙華偉, 趙雪, 郭強, 馬文可 申請人:山東省計算中心