无线传感器网络协作无信标可靠路由协议

针对无线传感器网络可靠性传输度量标准不够准确的问题,提出了基于包接收率模型的协作无信标可靠路由协议CBRR。CBRR充分利用无信标转发和协作通信的优势,完全避免冗余探测包的使用,并通过等待响应时间设定、协作节点概率保证以及冗余数据包发送等方式实现单跳数据传输的可靠性保证。仿真结果表明,CBRR协议不仅能够提供高可靠性支持,而且具有良好的传递成功率、传输延迟和能量效率。     

无线传感器网络节点协作的节能路由传输

针对无线传感器网络(WSN)中数据传输低能耗的需求,提出了一种节点协作的节能路由传输(ECGR)算法.该算法由以下2个方面构成:在物理层,WSN根据数据包循环冗余校验功能获得能够正确解包的节点,然后利用竞争选取算法推举出簇头节点,并通过与簇头节点进行信息交换,形成协作节点簇,从而进行协作发射信号,最终实现多节点分集增益;在网络层,协作节点簇利用基于地理位置信息路由算法,促使数据包始终向目的节点路由,避免了数据包路由向其他方向扩散.与其他同类算法相比,ECGR算法不仅增加了节点簇的传输距离,而且降低了网络整体能耗,并将能耗平衡分布于诸多节点,进而延长了网络寿命.仿真实验表明,当节点密度为0.03时,历经400次仿真,ECGR算法的节点存活率比基于地理位置的路由算法提高了70％.     

基于协作分集技术的无线传感器网络传输性能

对基于协作分集技术的传感器网络传输性能问题进行了深入研究,建立了多信源、多信宿和多中继的传感器网络协作分集模型,推导出了在该模型下传感器网络的传输性能具体表达式,据此可以定量地计算在协作分集下多信源、多信宿和多中继的传感器网络的传输性能指标,为进一步讨论协作选择策略等技术方案在实际的无线传感器网络环境中的应用提供理论上的判断依据.另一方面,本文也从理论上证明了协作分集技术可以提高传感器网络的传输性能.最后利用仿真参数,给出了主要的几个仿真结果,其反应出来的协作通信下的无线传感器网络传输性能变化特点与本文的结论相吻合.     

一种无线传感器网络的传输路径规划算法

针对层次不多的树型拓扑结构无线传感器网络,介绍了一种根据ID格式选择传输路径的路径规划算法,该算法可使无线传感器网络中各节点到达sink节点的路径最优。经在温度传感器中应用,证明该算法切实可行。     

基于ZigBee无线传感器网络的数据安全传输

研究了ZigBee无线传感器网络标准协议的安全体系,分析了NWK层和APS层使用的安全模式、提供的安全服务以及相应的安全套件,提出了一种基于ZigBee技术的无线传感器网络的安全算法。该算法加解密数据所用时间短,执行效率高,且具有抵御数据篡改的能力,可用于无硬件AES加密保护且CPU计算能力较弱的环境中。     

ZigBee无线传感器网络节点的低功耗设计

基于ZigBee技术的无线传感器网络中由于网络节点能量有限,如何最大限度地利用有限能量是关键.分析了无线传感器网络节点各部分的能耗情况,提出了无线传感器从节点硬件结构和通信两方面来降低网络系统能耗,达到延长网络生命周期的目的.     

一种无线传感器网络入侵检测系统模型

为了提高无线传感器网络的安全性,针对该网络能量有限的特点,设计了一个入侵检测系统模型,模型采用了多节点联合协作的思路,入侵检测节点采用一种异常检测算法,节点之间采用能量最大节点选择的算法。仿真实验表明,系统能较好的解决无线传感器网络入侵检测的能量消耗问题。     

一种无线传感器网络的结构体系及节点设计

设计了以无线收发模块nRF401为核心，采用超低功耗MSP430系列单片机，结合外围传感器和nash存储模块的传感器网络节点．MSP430F149控制传感器采集环境中的温度、湿度警据，并对原始数据进行初步处理，再由无线收发模块nRF401将数据发送给相邻节点．数据经传感器网络节点的逐级转发，最终发送回主机，实现对数据的采集．     

基于优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制

针对水声通信带宽低、时延长、误码率高、多普勒效应显著等特征,分析了传统可靠传输机制在水下传感器网络应用的局限性,提出了基于数字喷泉码-优化Raptor码的水下传感器网络可靠传输机制.采用反馈控制对Raptor码内码的鲁棒孤子分布和多项式描述的Shokrollahi度分布进行优化设计,降低了编码包平均度.进一步对Raptor码的内码—弱化的LT码(Luby transform codes)的编解码进行优化,实现了快速的编解码.基于优化Raptor 码的可靠传输机制采用反馈控制,动态评估信道删除概率,从而提高编解码和通信效率.通过Aqua-Sim仿真工具对提出的可靠传输机制与基于编码的多跳协同可靠数据传输(coding based multi-hop coordinated reliable data transfer,CCRDT)机制进行仿真对比.结果表明,所提出的可靠传输机制明显降低了传输开销,提高了数据吞吐量.     

一种三维无线传感器网络节点定位算法

节点定位作为无线传感器网络应用支撑技术之一,一直倍受学术界和工业界的关注。现有的定位算法大多针对平面应用而设计,无法满足三维空间应用。针对目前三维空间定位算法的不足,在三边测距定位基础上,本文以三维空间四边测量法为基础,提出了三维空间二次定位法,并对其性能进行了分析,给出了算法的定位误差。     

分簇无线传感器网络可靠高效的数据传输方案

根据当前传感器节点的通信能力,提出了一种面向大规模无线传感器网络的数据传输方案(REDD).在方案中,节点间通过周期性的动态竞争产生簇首,形成分簇网络结构.簇内通信采用时分多路访问调度方式,成员节点在簇首分配的时隙内经由独立的簇内通信信道将监测数据发送至簇首.簇间通信采用载渡侦听多路访问竞争方式,簇首间形成的连通覆盖网络通过多跳转发方式将聚合后的数据发送至网关.实验结果表明,较之已有的研究,REDD方案能够以更少的消耗达到更优的分簇性能,并且在保证可靠传输的同时有效降低传榆时延.     

WSN中节点可移动场景下分簇式组密钥管理方案

针对无线传感器网络中节点能否移动的问题,结合中国剩余定理和椭圆曲线密码体制相关理论,提出了一种WSN中节点可移动场景下的分簇式组密钥管理方案.网络采用簇内分组思想,将组密钥管理分为2级,一级管理为簇头节点管理本簇内组长节点,二级管理为组长节点管理组内成员节点.其中一级管理采用中国剩余定理理论产生簇密钥,将计算量转交给基站,同时也节省了节点的存储开销;二级管理采用椭圆曲线密码体制产生组密钥,且每个小组共享的组密钥各不相同.移动节点重新加入网络时,由预加入簇的簇头节点对移动节点的历史更新信息进行确认,并对其数字签名进行验证,确定身份合法后将其分配给簇内成员尚有空缺的组.实验和分析结果表明,该方案中传感器节点存储开销低、能耗低,且用较小的开销实现了较高的安全性,更适合节点资源受限且易遭受攻击的无线传感器网络.     

基于ZigBee的无线传感网络节点能耗性能分析

针对ZigBee网络中节点能量利用的关键问题,从优化节点休眠机制入手,研究如何在不影响网络通信质量的前提下,降低传感器节点的功耗.采用低功耗且具备多种工作模式的硬件系统,重点考虑了无线通信模块中发送和接收数据模块的能量消耗,并以此为平台分析网络节点睡眠时间对通信质量和节点能耗的影响,在保证通信质量的同时降低网络系统能耗.仿真结果表明,睡眠时间在20 ms左右时,既可保证网络的通信质量,又使得节点能耗尽可能地减少.     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖优化

为了提高无线传感器网络监测区域的覆盖率,研究了节点随机部署的无线传感器网络的覆盖优化问题．在含有移动节点的混合无线传感器网络中,采用更符合实际情况的基于误警率的概率探测感知模型,以区域覆盖率评价覆盖效果．通过计算节点的联合探测概率寻找覆盖空洞,提出了基于最佳概率的移动节点优化策略．仿真结果表明：所提方法能够有效探测覆盖...     

基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案

针对现有无线传感器网络密钥计算量过大、存储空间过多和管理不够灵活的问题,在基于分簇的网络拓扑结构基础上,引入虚拟网格技术,提出基于分簇的无线传感器网络动态密钥管理方案。在簇头与活动节点之间采用基于簇基密钥的预分配策略进行通信,在簇头之间采用基于Blom矩阵并结合随机数的对密钥进行通信,该方案能在活动节点或簇头被捕获或能量耗尽时实现密钥的动态更新。与现有方案相比较,此方案能动态更新密钥,有着更好的安全性并具有良好的扩展性。     

基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议

根据传感器节点的生存时间取决于节点能量消耗的特点,设计了节能的MAC协议.提出了一种基于节点流量的低能耗无线传感器网络MAC协议TBEE-MAC(traffic-based energy efficient MAC).在TBEE-MAC中,节点采用周期性休眠机制来节省能量,提出了活动时间结构和基于节点流量的同步调度方式,在时间误差允许的范围内,调整了同步调度周期,减少了能量消耗.仿真显示,TBEE-MAC在提供低延时性能的基础上,能量有效性相对于S-MAC协议有很大提高.     

无线传感器网络中能量均衡的可靠路由度量

在无线传感器网络中,保障数据传输的端到端可靠性,同时减少节点电池能量消耗,延长网络总的寿命,已经成为路由协议性能评价的重要方面.首先对传感器网络的生存周期建立优化模型,并以此为依据对ETX路由度量存在的不足之处进行了改进,采用能量分级的策略,提出了一种能量均衡的可靠路由度量——EBRM.NS-2仿真试验表明,该度量方法能够有效地延长网络的生存周期,同时也能够确保高可靠的端到端传输,更加适合于无线传感器网络的应用.     

基于微粒群模型的无线传感器网络节点部署

提出了一种新的基于微粒群模型节点部署优化算法.该算法根据节点的位置信息建立节点部署优化模型,利用微粒群算法求解该优化模型,优化过程中的最优解作为节点的最终配置位置.仿真结果表明该算法有效的改善了网络的覆盖率.     

大规模传感器网络局部半定规划的节点定位算法

针对大规模无线传感器网络中节点定位问题,提出了一种高效、准确、分布式的局部半定规划(LSDP)定位算法.根据节点重要度,将大规模无线传感器网络分割为多个局部网络,局部网络采用半定规划的方法对其辖内的节点进行相对定位构建的局部相对映射,应用合并算法将局部相对映射拼接为全局相对映射,再通过参考节点匹配将全局相对映射转换为全局绝对映射,从而获得整个无线传感器网络内部所有节点的详细位置信息.实验结果表明,网络在规则分布下,LSDP的节点定位误差仅为理想通信时的98%,在随机均匀分布下的定位误差减小了90%.     

基于IBE算法的无线传感器网络加密方法研究

由于无线传感器网络在电源、计算能力、内存容量和易受攻击等方面的局限性,传统的网络密钥分配和管理方法已不适用.目前人们提出了随机分配等基于对称密钥系统的加密方法.文中试图探讨基于非对称密钥系统的方法.从身份标识的密钥体系IBE(Identity-Based Encryption)出发,给出了一种适用于无线传感器网络的密钥分配和管理方法.首先简要介绍基于身份标识的密钥体系,特别是Boneh-Franklin算法,然后给出密钥分配和加密方法,并从算法的复杂性、安全性、健壮性和内存需求等方面,与随机算法、RAS算法等进行分析比较,应用仿真平台TinyOS的实验结果表明了文中推出方法的可行性和有效性,显示了良好的综合性能,为无线传感器网络的加密提供了新的手段.