由無線收發部件構成的通信子系統負責節點的通信任務。無線收發部件采用的調制模式、數據率、發射功率和操作周期等都是影響通信子系統能量消耗的關鍵因素。另外，由于通信元器件本身的物理特性等原因，通信子系統即使處于空閑期，也有著與接收期幾乎相近的能量消耗。因此，在沒有通信任務時，應盡可能地使通信子系統進入休眠期，而不是讓其處于空閑期。

　　短距離無線通信和減少網絡通信流量是通信子系統能量消耗控制的主要手段。傳感器網絡中普遍采用的級跳通信就是通過縮短通信距離，降低發射功率的方法實現能量節省的；數據融合則是通過減少網絡流量達到降低能量消耗的目的。

　　數據冗余是保證即使個別節點或部分通信鏈路失效時，基站仍能獲取完整數據的有效手段；然而，直接傳輸原始數據則會嚴重增加網絡通信量，造成大量無為的能源消耗。簇首數據融合是消除冗余數據，減少網絡通信量的有效手段之一。傳統的簇首數據融合方式中，簇首節點接收簇內各節點傳來的數據，然后通過內容檢查并消除冗余后將結果數據上傳基站。此種方式僅是降低了數據路由過程中的能源消耗，對簇內數據傳輸的節點能源消耗問題沒有影響。

　　如圖2所示，基于安全模板的數據融合機制，是通過少量數據傳輸替代大量數據傳輸的方法來更進一步地降低簇內的網絡通信量[5]。其中，傳感器節點并不直接傳輸采集數據，而是用從簇首節點接收到的安全模板生成采集數據的組合代碼后再上傳；簇首節點接收到傳感器節點上傳的代碼數據，檢查冗余后有選擇地向部分傳感器節點申請傳輸實際數據，以有效降低簇內的網絡通信量。最后，簇首節點從選定的傳感器節點接收到無冗余的采集數據并直接上傳基站。

　　　　　　　　
圖2基于安全模板的數據融合

　　 基于安全模板的數據融合機制是對傳統數據融合機制的有益補充，使整個網絡的能源消耗更加合理，安全模板還可減化數據加密算法，更進一步地降低能源消耗。不過，模板種子的更換頻率太慢會嚴重影響到網絡安全，太快又可能造成不必要的模板數據傳輸，頻繁喚醒傳感器節點進行模板數據處理，導致無為的能源消耗。因此，此方法的有效性取決于網絡數據冗余的量，和冗余數據傳輸與模板數據傳輸/處理的能源消耗比例。

　　2 能量攻擊防范

　　傳感器網絡節點無人值守、資源有限的固有特性，使其遭受的攻擊范圍和形式更加多樣化。與常規的資源消耗攻擊有所不同，能源攻擊即是針對節點能源的有限性，不以消耗節點的計算和存儲資源為目的，而是著重消耗節點的能量。攻擊者利用侵入節點，向網絡注入大量的虛假數據，致使節點，尤其是路由節點，在大量的數據通信中耗盡能量而失效，從而導致整個網絡癱瘓。由此而言，入侵者的首要目的是消耗路由節點的能量，其注入的虛假數據的傳送距離越遠，影響的節點數就越多。由于入侵者可能獲得侵占節點的完全控制權，標準的驗證機制對這類網絡內部攻擊的行為是沒有作用的。

　　文獻[6]提出的檢出虛假數據機制，是在網絡中設置匯流節點，并由匯流節點來認證傳感器節點的身份和整合數據報，基站與匯流節點進行有效的分析和交互驗證后檢出虛假的數據報。該機制的重點是由基站檢出入侵者注入的虛假數據以防止決策錯誤，而由于其不能減少虛假數據報的傳送距離，故不能被用于能量攻擊的防范措施。

　　為盡早檢出和丟棄由被攻擊節點注入的虛假數據包，以達到安全需要和降低由此產生的能源消耗，文獻[7]將交互驗證的思想進一步擴展，在簇首節點到基站的數據傳送鏈路上的各個節點間建立關聯關系，如圖3所示，從而所有節點以一種交錯的逐跳方式驗證其要傳遞的數據包。只有t+1（t是設定的安全上限，取簇內的節點數）個節點全部通過認證，數據包才能被傳遞到基站，因此，只要被攻擊的節點數小于等于t，基站或沒有被攻擊的節點就能檢測出并丟棄由入侵者注入的虛假數據包。

　　　　　　　　
圖3節點關聯示意圖(t=3)

　　3 結論

　　涉及傳感器網絡軟件、硬件各個層面的能量消耗問題至關網絡生命周期。從網絡構成及其運行過程而言，節點各個子系統的能量消耗又相互影響，此消彼長，針對單一子系統的能量消耗控制策略并不能從根本上解決問題。因此必須結合網絡的應用環境，從器件選擇、數據處理算法的有效性和復雜性、數據通信量和網絡運行機制等方面兼顧各個子系統的功能特點和性能要求，整體上評估能量消耗問題，必要時甚至適當降低性能標準，以設計相應的消耗控制策略，有效延長網絡生命周期。總體上而言，傳感器網絡能量消耗控制策略應著重從器件本身的功耗特殊性、休眠進入原則、縮短通信距離和減少網絡流量這幾個方面進行量化和設計。然而到目前為止，傳感器網絡的能量有效性還沒有被模型化和量化，也不具有被普遍接受的標準，需要更進一步地深入研究。