一种能量均衡的异构传感网密钥管理协议

针对异构传感网中传统的安全协议存在能量不均衡以及缺少对单向链路的考虑等问题,该文设计了一种能量均衡的新型密钥管理协议.在EG方案的基础上,周期性建立重聚簇和设置单项链路密钥建立机制.实验证明,所提协议能够在保持异构传感网高能节点优势的同时,实现高能节点能量退化后的全网能量均衡.提高了特殊路径的网络连通概率,从而延长了网络寿命,保证了网络节点工作的安全性.     

异构传感网中一种能量均衡非均匀分簇算法

分簇路由协议是无线传感网中减少能量消耗、延长网络寿命的一种重要手段.大部分分簇路由协议基于均匀分簇算法,却忽略了无线传感网单跳路由协议中远离基站的簇头需要消耗更多能量,从而导致整个网络能量消耗不均匀.针对以上问题,提出异构传感网中一种能量均衡非均匀分簇算法.一方面,簇头选取阶段,在考虑节点剩余能量的同时,引入非均匀竞争机制;另一方面,簇构建阶段,为节点选取簇头时,不仅考虑簇头剩余能量、节点与簇头间距,也考虑节点与基站间距.仿真结果表明,与LEACH,SEP,DEEC分簇算法相比,该算法有效均衡了簇头的能量消耗、延长了网络寿命.     

异构分组无线传感器网络密钥管理机制

针对异构分组无线传感器网络结构和应用特点,在加密通信中使用组密钥和对密钥.组密钥使用基于双向散列链自愈组密钥分发方法按会话进行更新.网络中有直接通信需求的节点间都以双线性对方式建立对密钥.对密钥与组密钥相结合,以非交互方式按会话进行更新.分析表明：方案支持节点插入和撤销,安全高效,资源开销合理,适用于无线传感器集中式管理网络.     

一种TrustZone架构下的密钥管理机制

针对嵌入式设备上用户隐私数据缺乏加密保护问题,提出一种TrustZone架构下的密钥管理机制。结合PUF技术与用户PIN码生成与设备、用户双关联的用户密钥,保护用户隐私数据的机密性和完整性;同时设计了一种适用于公用嵌入式设备的多用户数据保护场景,提供多用户密钥的生成、存储、更新和销毁方法。最后,描述了基于TrustZone密钥管理模块的实现方法,并进行安全性分析与效率测试,实验表明,该机制具有很好的安全性和密钥管理效率。     

基于二叉树的分布式密钥管理机制

基于二叉树的分布式密钥管理体系分为单个密钥中心下的密钥管理系统和多层二叉树密钥管理系统．本文给出了两种管理系统下的用户密钥生成算法以及用户间秘密通信协议的实现过程，并且对公开密钥码的安全性进行了理论分析．基于二叉树的分布式密钥管理系统实现了既分散又集中的管理方法，最大特点是每个密钥中心只需存储唯一的一个秘密密钥，而且安全性也得到相应提高。     

一种基于能量和距离的多级能量异构传感器网络路由算法

为了能有效地利用节点能量的异构性,降低网络能耗、延长网络稳定周期,提出了一种同时考虑节点剩余能量和节点至基站距离的多级能量异构无线传感器网络的分簇路由算法.在节点簇间综合考虑簇头剩余能量及其与基站的通信能耗,以选择合适的下一跳路由节点.仿真结果表明,该算法可以有效地均衡网络能量消耗,延长网络稳定周期.该路由算法在维持节点存活个数、降低网络能量消耗及增加网络数据传输吞吐量等指标方面优于几种常见传感器网络路由算法,表明在综合考虑能量和距离等因素后能够获得比单一考虑能量或者距离的算法更优的运行结果.     

基于能量感知的传感网能量中性分簇路由协议

针对能量获取异构的无线传感器网络节点能量利用效率过低和网络无法保证持久运行问题,提出一种基于能量感知的能量中性分簇路由协议,该协议针对太阳能环境下节点获取能量异构的场景,将改进的天气条件移动加权平均算法引入能量收集预测过程,根据获取能量预测构建能量中性约束,在此约束下构建动态簇头集群机制和自适应时隙分配策略,保证了整个网络在能量获取下的持久运行,通过凸优化得到最优的网络分簇数量,最大化了网络数据吞吐量。通过模糊逻辑选择簇头节点,综合节点剩余能量,获取能量预测和节点相对位置等多种因素,提高了簇头选举的合理性。通过仿真分析,该协议能够保持能量获取下网络持久运行,在网络吞吐量和降低簇失败次数方面的性能具有明显优势。     

一种用于无线传感网中的能量自适应分布式分簇算法

通过综合考虑节点分布和剩余能量水平,并对簇的形成过程进行优化,引入机制保证簇的能量消耗均衡,以改进网络生存时间和覆盖率. 所提出的分布式分簇算法经过仿真结果表明,新算法相对于现有的多种算法在能量均衡性和网络生存时间上有较大改进,半数节点生存时间延长一倍以上,而负载均衡性仍保持在相同水平上.     

一种基于WLAN的异构网中上行资源分配策略

基于WLAN的异构网中,WLAN可提供较高的速率支持,是对蜂窝网络的有益补充.WLAN的资源管理方式与蜂窝网络的集中式管理不同,存在碰撞和多种速率用户共存时的性能异常,WLAN的碰撞和性能异常情况会形成以最大化网络效用为目标的资源分配问题.由于问题的非凸性,无法直接用凸优化方法求解,为此利用二项分布和泊松分布的近似以及WLAN中用户数和碰撞概率的极限关系,将原问题转换成凸问题,并提出一种满足用户速率需求的分布式资源分配算法,实现WLAN和蜂窝网络间的最优资源分配.仿真结果表明,该算法对系统性能具有较大的改善,提高了AP的利用率.     

基于蚁群算法的能量均衡传感网地理信息路由

提出了一种基于蚁群算法的能量均衡传感网地理信息路由算法,用来保证具有生存周期的无线传感器网络能够在不损失其传感能力的情况下,生存更长的时间.实验证明,此算法能够均衡网络中的能量消耗,延长网络生存时间,并能有效提高报文发送成功率,避免拥塞.     

一种基于SMACS的无线传感网快速连接算法

SMACS算法提出一种基于超帧的平面网络结构,通过这个超帧SMACS经过侦听、握手、TDMA通信三个过程完成一轮通信。提出了对SMACS超帧的改进算法,新算法可以比原算法较快地完成BOOTUP阶段的监听和开始带宽分配过程．从而减少建立整个链路使用的时间,有效利用TDMA阶段的时隙。     

一种基于传感节点密度和能量的动态分组策略

降低能耗,延长网络生命周期是无线传感网络研究的热点之一。文章提出一种以节点密度和能耗作为依据,将网络节点进行分组,并根据网络环境的变化,动态调整群组大小,聚类传输数据的方法。实验表明,该方法能降低节点能耗,延长网络生命周期。     

基于集合覆盖的异构有向传感网寿命优化策略

在由感知半径、感知角度和携带能量不同的有向传感器节点组成的异构有向传感器网络中,对满足优先级不同的监测目标有不同覆盖要求条件下的网络寿命最大化问题进行研究。利用集合覆盖的思想,将有向传感器节点划分为满足目标覆盖要求的集合,通过集合之间的切换来达到延长网络寿命的目的。首先证明本文问题是NP-hard问题,然后利用改进的和声搜索算法进行求解,一方面引入带有混沌参数的微分变异因子,改进种群的多样性;另一方面,与模拟退火算法结合增强算法的局部搜索能力。同时为对比算法性能,提出一种贪婪算法。仿真结果显示:较之原始和声搜索算法和贪婪算法,改进和声搜索算法能有效延长网络的寿命,证明了改进算法的有效性。     

基于Zigbee-WiFi的异构无线传感网实时数据融合机制研究

研究了IEEE 802.15.4 Zigbee协议及IEEE 802.11b WiFi协议,基于Zigbee-WiFi的媒体接入控制层(MAC),设计了一种具有Zigbee与WiFi协议转换的网桥,同时引入数据重组转发的概念,实现了Zigbee无线传感网与WiFi传输通信的异构融合.仿真结果表明,融合的网络的服务质量相对于非异构网络有很大提高.     

无线传感网中一种基于多信道节能机制

无线传感网是当前物联网技术研究的热点,无线传感网中如何对能耗进行控制以延长网络的生存时间又成为其中最受关注的问题.为了实现能耗的有效控制,通过对能耗模型的研究和建立,研究提出了一种基于多信道无线传感网的节能机制.它基于非坚持CSMA协议,是通过对非坚持CSMA协议中退避过程的控制和对物理层调制阶数的控制来达到控制能耗目的.同时结合多信道无线传感网中可使用多个信道的特点,建立的节能机制加入可用信道数量来共同分析和处理.最后仿真试验验证了文中提出的机制具有提升能耗效率的效果.     

一种基于速度的移动传感网快速邻居发现算法

一般中间件邻居发现算法的核心思路是在传统的基于两两成对的邻居发现算法增加额外苏醒时隙或者移除已有苏醒时隙.在移动无线传感网中,在进行额外时隙选择时,已有的邻居发现中间件算法没能充分考虑节点移动速度对发现延迟和能耗的影响.为了进一步提升移动传感网中邻居发现中间件算法的能效,基于已有的Group-based算法,提出了一种基于节点速度来选择高效额外苏醒时隙的方法.具体地,一段时间内两个节点之间距离与移动速度的关系被定量分析.仿真结果表明,该方法比其他主流算法具有更高能效.在给定能量预算的前提下,相比Group-based算法,该方法减小平均发现延迟高达18. 9%.     

无线传感网剩余能量监测算法研究

针对现有剩余能量的监测算法对节点进行全局监测,并不具有针对性,使得参与通信的节点数较多,资源浪费,提出了一种改进的剩余能量边界监测方法,此算法通过为节点配备代理节点,采用阈值检测方法,只得到剩余能量值处于用户感兴趣范围内的节点区域边界,相比较全局监测减少了参与通信的节点数。另外,通过多个方向的同时监测,提高了监测的可靠性。实验仿真表明,此算法能够有效得到事件边界,并限制参与通信的节点数,降低了能耗。     

基于K-means++的无线传感网能量高效分簇协议

针对传统无线传感网的分层路由算法中存在着分簇不均匀、簇首数量不固定、簇首位置不合理、节点的可扩展性不足以及数据传输方式比较单一的问题,提出一种无线传感网能量高效分簇协议.该协议在簇的建立阶段基于K-means++聚类算法进行分簇并采用S_Dbw聚类评价指标挑选其最优分簇,在簇的建立阶段,从每个簇中选取簇内剩余能量最高的节点作为簇首;在数据传输阶段,基于节点间的通信代价使用Dijkstra算法来寻找每个簇首到汇聚节点的最优路径.仿真结果表明:该协议可降低节点与汇聚节点之间数据传输的能耗,延长传感网的生命周期,并且在整个网络能量处于较低水平时也可以较好的覆盖整个监测区域.     

无线传感网中基于能量平衡的数据收集树算法

针对实际应用中传感器节点采样频率不同的特点,提出了一种传感网中基于能量平衡的数据收集树算法(an energy balancing and tree-based data gathering algorithm,EBDGA).EBDGA在基站集中式的构建是以本基站为根结点、基于能量平衡的生成树,根据节点的采样频率定制生成树中子节点加入的策略.仿真实验表明,在这种特定的网络模式下,EBDGA比传统的数据收集树算法PEDAP和PEDAP-PA具有更好的能量平衡特性,提升了能量性能.