安全物联网中的体域网面临的哪些挑战

安全物联网中的体域网面临的以下挑战：

• 功耗超低：功耗是在BAN设计中所面临的第一大约束。因为传感器节点由电池供电，每个节点的寿命需要延长，在实践中许多应用场景必须保证设备将没有任何更换地工作一年或两年甚至更久（如心脏起搏器）。所以要尽可能降低传感器节点功耗。从环境中的能量来源来看，如太阳能、生物能、电磁信号等获取能量，对于能量来源不足的问题是一个有吸引力的解决方案。能够收集能源的充电电池可以延长电池寿命，并且简化BAN的使用。但是研究工作所面临的挑战是艰巨的，因为节点位置的变化和用户所处环境中能量的不确定性。这些现实都严重地制约了BAN的发展。因此，收集环境能源来增加电池寿命将彻底改变BAN系统的能量供应的限制。更多的研究需要结合发电和储存等技术来建立高效的混合解决方案。

• 可靠性：可靠性与误码率和分组传输还有延迟紧密相关。BAN通道的误码率（BER）的影响来自于BAN物理层，这可以通过使用自适应调制和编码技术，以适应BAN信道条件下的误码率要求。MAC层相关的信道接入技术，数据包大小的选择和包再传输等策略也可以帮助提高可靠性。

• 可扩展性：对于病人监护仪，它通常是需要调整或者改变BAN系统的节点数量，以灵活的收集病人的各种生理数据。通过在MAC层设计一个可扩展的协议，允许重新加入或者撤出BAN节点。BAN系统应确保整个系统的数据无缝的标准传输，如蓝牙、ZigBee等标准以促进信息交流和即插即用设备进行交互。BAN系统的可扩展性要能够确保整个网络的有效迁移，并提供不间断的连接。BAN系统设备性能应该是一致的。传感器测量应准确甚至当BAN系统关闭，并再次打开后可以自动连接，应该健全各种用户工作环境下的无线链接。

• 服务质量：MAC层在保持服务质量（QoS）方面起着重要作用。MAC层协议，如TDMA、CDMA和OFDM提供封包延迟和丢包确定性以确保服务质量。随机存取协议本质上是动态的传输资源分配协议。只有当节点引入了可变延迟和数据包丢失的传输信息时随机存取协议才可以使用自适应睡眠周期的控制，从而降低了节点的功耗。如果通道负载高，它就会引入更长的延迟。QoS可能需要自适应信道编码，传输功率调整，多输入多输出（MIMO）天线，新颖的框架体系结构。QoS还需要智能感知的MAC层。

• 信息的采集与处理：BAN系统的数据主要来源于人体（但不限于人体）的生命体特征参数的采集。如表5-9所示，列举了常见的几种重要生命体参数传输要求。这些数据要能够及时地被处理并且传送至远端。由于非常有限的资源以及内存，节点计算能力也是BAN的一大限制。不同于传统的无线传感器网络节点，生物传感器没有多少计算能力，因此无法执行大量的复杂计算。由于计算能力对通信能力是至关重要的。对于内存容量低，计算速度慢一个解决办法是，各种传感器可能有不同的计算能力，通过发出一个协作数据电文使它们相互沟通，相互协作可以提高计算能力和速度。

• 鲁棒性：每当传感器设备部署在恶劣或充满敌意的环境时由于鲁棒性设备故障率变得很高。BAN系统鲁棒性的设计必须有内置机制来应对，即一个节点出现故障不应导致整个网络停止运作。一种可能的解决方案是采用分布式网络架构，每个传感器节点独立运行但仍然合作。举例来说，如果不能正常工作的传感器部分，通信还是按预期运行的，通信部分应继续使用以维持整个网络运作。

• 成本和监管要求：BAN系统真正实现将需要优化降低成本，以成为有健康意识的消费者的替代品。最终推动BAN系统的大规模应用的动力还是市场需求，也就是BAN系统的用户数量。然而决定用户的最后关键的一个因素还在于产品成本的控制。BAN的大规模应用还必须始终符合法律法规的要求，产品中必须有一套完整的行业规范，使这些设备不会危害人体。安全的设计是生物医学传感器发展的一个基本特征，即使在最早的阶段也是这样。可以想象的是，一些不道德的研究人员可以进行测试和试验设备，这样对于检测志愿者是危险的。因此，必须有相应的这些测试业务的监督机构。