無 線 感 測 網 路 所 有 的 研 究 幾 乎 皆 以 降 低 能 量 消 耗 （ energy consumption）為首要目標，然而這樣的要求使得演算法在設計上不應過於 複雜，卻得同時兼具良好的執行效能。在我們接下開始研究室內火警感測 網路之前，在此我們將相關需要注意的研究方向大致如下：
1. 硬體、架構、實體層（physical layer）以及媒體存取控制層（MAC layer）： 在硬體架構上，感測器本身必須提供多種電源管理模式，在[19]文中 曾舉出過感測器有五種適用的睡眠模式，而這五種模式是分別針對中 央處理器、記憶體、類比／數位訊號轉換器以及通訊收發器的開關控
制，讓感測器在任何時候抉擇適當的硬體部分來啟動；實體層與媒體 的時間同步（time synchronization），然而時間同步卻是另一項相當困 難的問題，亦有不少學者提出相關的解決方案，如[21][23]等，但倘若 無法精確地達到時間同步的前提，採用 TDMA 仍是無法有效地避免 碰撞的發生；其二就是如果感測網路並沒有很高的資料傳送量，將會 使得非常多的頻寬資源被浪費。另外一個方向也是利用「睡眠機制」
的概念來設計，在 S-MAC[23]中，作者們參照 IEEE 802.11 的 MAC 系統中的睡眠排程（sleeping schedule），S-MAC 透過互為鄰居的感測 器共同建立一個睡眠排程，讓彼此醒著的時間都能夠交集，不至於因
資料的節點將真正資料傳送給它們，反之則忽略此筆資料以節約發送 究，如 GeRaf（Geographic Random Forwarding）[26][27]，GeRaF 假 設所有的感測器均知道本身及基地台的地理位置，當傳送資料前，感
[29]則進一步地考慮如何來平衡每一個感測器所消耗的能量以便延長 網路運作的生命周期（life time）。
3. 應用層（application layer）：
應用層來看，主要有兩個方向得加以思考，一為網路的「容錯程度（fault tolerance）」，對不同的應用，無線感測網路的容錯程度亦有所不同。
[30]中，作者提出一個評估感測網路容錯效能的模式，可用來檢驗網 密鑰匙分配的概念（random key pre-distribution），其方法是將感測器 佈置於環境之前，事先將一定數量的秘密鑰匙內存於感測器中，網路 開始運作時，感測器會利用本身的密鑰與鄰居建立安全通道，如果兩 個相鄰的感測器沒有共同的秘密鑰匙時，他們會利用其他的感應器形 成另一個安全路徑，再經由此路徑配對出一個新的雙方共用的秘密鑰
匙，進一步的改進於[35]中提出。基於隨機前置秘密鑰匙分配的概念，
[36]大幅改進以上兩方法的安全機制，作者們利用並改進密碼學中 Blom 的鑰匙分配方法後，成功地將其運用於無線感測網路的安全機 制上，同時也透過數學分析成功估計此方法的運算複雜度，進而證明 安全機制在無線感測器上實現的可能性。由於前面所提之資料融合技 術是無線感測網路上最關鍵的技術之一，因此資料融合的安全性便是 十分重要的課題，[36]中作者利用證人（witness）機制確認融合後的 資料並未遭到負責資料融合的節點竄改過，如此可保證基地台收到的 資料是未經偽造的。
第參章、室內火警感測網路「PHOENIX」之服務功能
鳳凰亦稱為永生鳥、不死鳥，本系統「PHOENIX」的命名乃源自於 古埃及的神話故事，據聞神鳥每間隔五百年會自焚一次，並在飆竄烈火及 裊繞濃煙裡結束生命，再從死寂的灰燼當中洗煉獲得重生，變得比原來還 要絢爛與茁壯，如此循環不已，故取其「浴火重生」之義。本系統設計之 初的主要動機，是希望藉由現今無線感測網路這項前瞻性科技，發展出一 套有助益於人類與社稷有實際貢獻的應用系統，針對火災情境，我們所設 計的服務功能有：室溫偵測、災情回報以及逃生導引三大主要項目，接下 來在本章的內文當中，將以此三大功能項目為主軸，分節詳述並探討其內 部運作流程。