医疗无线传感器网络匿名认证机制

针对无线医疗传感器网络的特点,以智能卡和口令作为身份认证与密钥交换的基础,提出了一种匿名认证机制,主要包括注册、登陆、认证以及口令更新4个阶段.该机制可以保证专业人员及其病人的匿名性,实现传感器节点与专业人员之间的双向认证以及网关、传感器节点、专业人员之间的公平的密钥协商;与此同时,利用静态Diffie-Hellman密钥、会话密钥对传输过程的相关信息进行加密,保证其机密性.     

无线传感器网络的目标跟踪能量优化策略

为了满足无线传感器网络的目标跟踪性能要求,解决节点能量消耗不均衡的问题,建立了面向无线传感器节点底层硬件和时序流程的能量模型,在节点通信过程中使用量化算法对数据进行压缩量化,在此基础上综合考虑节点的跟踪精度及剩余能量,提出了基于能量优化策略的调度算法,并采用双重唤醒/休眠机制来延长网络寿命.该策略采用分布式计算方式,易...     

一种基于无线传感器网络安全的能量优化路由算法

针对无线传感器网络节点能量利用效率、能量消耗不均衡和安全威胁而导致的网络寿命和网络功能受到影响等问题,提出了一种基于网络安全的能量优化路由算法.在网络中建立安全信任评估机制,借用物理学中势场的概念,利用节点深度、区域能量、剩余能量和安全信任值信息建立4个势场,并将它们统一成一个整合的势场.利用该势场函数确定节点数据包传输的下一跳方向,来达到对传感器网络能量利用效率、能量均衡和安全性的优化.通过仿真实验验证了算法的有效性.     

带执行器节点的无线传感器网络密钥预分配策略

针对带执行器节点的无线传感器网络的安全通信问题,提出了一种新的密钥预分配方案.充分利用执行器节点具有能量充足、存储器资源丰富、较强计算和通信能力等特点,构建一棵以Sink为根节点、执行器节点为分支节点、传感器节点为叶子节点的密钥管理树,实现集中式和分布式密钥管理的安全通信机制.该分配策略包括三个阶段:初始化阶段、共享密钥发现阶段和安全路径建立阶段.重点论述如何构建密钥管理树,以实现通信的安全认证.讨论了添加或删除网络节点时的密钥管理自适应能力.     

无线传感器网络下的AODV路由协议改进策略研究

由于AODV协议采用单路径路由机制,在应用于无线传感器网络的路由传输时,主要存在节点能量消耗严重不均、路由恢复延迟和开销大的问题。为了进一步均衡节点能量,易于路由恢复,延长无线传感器网络的生命周期,提高传输效率,在AODV协议中引入了路由更新机制和多路径路由机制,同时在AODV协议路由更新时增加了对节点剩余能量的考虑。     

综合负载均衡与能量消耗的无线传感器网络分簇算法

针对目前无线传感器网络分簇算法的能耗不均衡、网络生命周期短等问题,设计一种综合负载均衡与能量消耗的无线传感器网络分簇算法.首先根据传感器节点与基站节点间的距离,将节点合理划分到相应的簇中;然后引入负载均衡因子,建立无线传感器网络的数据聚合路由,节约数据传输能量;最后采用MATLAB2014工具箱进行性能分析.结果表明,该算法的节点能量利用率较高,能保持传感器节点能量消耗的均衡,且网络生存时间较长.     

森林火灾监测传感网能量收集优化技术

建立基于MIMO的传感器网络森林火灾监测系统.针对无线传感器网络(WSN)能量严格受限和节点间能量均衡的问题,引入能量收集技术,完善采用无线信息和功率同时传输(SWIPT)技术的系统模型.仿真分析和原型实验结果表明,MIMO有效降低了能耗;能量效率随发射功率额度的增加而迅速增加,当达到3 dBm时趋向平稳;能量收集方案使节点接收端保留了较多剩余能量,并且节点间剩余能量较为均衡.     

基于能量感知路由和节点过滤的虚假数据过滤算法

传统安全路由协议通常基于最短距离来确定路由,导致选择下一跳节点时,部分节点被频繁使用从而能量耗尽而影响网络的负载均衡。该文将距离和剩余能量相结合,提出了一种能量感知路由和节点过滤算法。与传统的密码交换路由过滤机制不同于:(1)该算法会在会话建立之前有选择性地随机传播关键密钥kw到部分节点中,而不是网络中所有节点。(2)在转发节点之间选择过滤节点时,不仅要参考距离,而且要考虑节点的剩余能量和密钥传播信息。结果表明:与已有算法相比,该文的方法能更好地均衡网络能耗,网络寿命大约提高了6倍,而且在不同初始能量和攻击频率下性能都是稳定的。     

能耗均衡无线传感器网络路由算法

针对现有无线传感器网络路由算法没有考虑数据接收能耗的问题,建立了一种考虑接收能耗的网络模型,在该网络模型基础上,提出了一种能耗均衡的无线传感器路由算法。该算法针对路径传输能力进行计算,通过设置能量阈值两次简化网络,设计了一个代价评估函数来重置能耗权值,以达到网络能量均衡消耗,并将该算法与CMAX算法应用于传感器网络数据采集和传输仿真。结果表明:网络在第一个节点失效时,该算法节点数据采集和传输次数比CMAX算法延长约4 000次以上,剩余能量减小20%左右;该算法更能保证网络有较长的生存期,并且可以保证能量均匀消耗和数据可靠传输。     

一种能耗均衡高效的无线传感器网络数据收集方案

无线传感器网络资源有限,传感器节点之间节点的能量消耗不均衡,使得整体网络生命周期缩短.针对无线传感器网络数据收集过程中能量消耗不均衡的问题,给出一种基于能耗均衡高效的数据收集算法.该算法将网络部署区域划分为大小不等的栅格,并根据节点剩余能量以及采用簇首轮换的方式,然后采用数据融合技术,可以有效提高节点能量消耗均衡度且可以大大延长网络寿命.仿真与性能分析结果表明:与典型数据收集算法相比,该算法在能耗均衡度和网络生命周期方面具有更好的性能.     

延长网络生存期的水声传感器网络路由算法

为延长水声传感器网络的"寿命",采用基于位置和能耗的混合传输机制,提出一种能量高效的路由算法。由该算法所确定的转发节点位置较优,节点的剩余能量也相对较多。仿真结果表明:该算法不仅能使节点的能耗最小化,而且能均衡各节点的能量消耗,可有效地延长网络"寿命"。该算法是一个可扩展能量有效的路由协议。     

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.     

簇状WSN的分层密钥管理方案

有效的密钥管理方案是实现无线传感器网络安全通信的关键。针对簇状结构无线传感器网络自身的一些特性,本文提出一种簇状无线传感器网络的分层密钥管理方案。在本方案中,分别在簇内和簇间采用不同的密钥管理体制,簇内通信密钥利用中国剩余定理生成,在将复杂计算转交给基站的同时。降低了组密钥的存储空间;簇间通信密钥借助BLOM矩阵的思想生成,有效地提高了簇头节点抗击俘获的能力。通过对比分析,该方案有效地节省了节点的能童,每个节点不需要存储大量的共享密钥,而是按照不同的传输信息和安全需求存储相应类型的密钥。并提供了较强的可扩展性、网络的可靠性、高效性等安全性能。     

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。     

无线传感器网络低时延能量均衡安全路由

提出了一种能量均衡的安全路由机制(LDEESR),适用于周期性数据收集的传感器网络.LDEESR 采用一种动态路由选择算法,该算法基于节点权值和高度值建立起一棵动态汇聚树,并利用类似于令牌传递的方式来选取树根,同时还用对称和非对称加密机制来保障路由的安全.在这种机制下,LDEESR 能够以很低的开销组织网络中所有的节点,健壮网络拓扑,防范多种攻击.通过与基于群体的传感网络以及混合式高能效分布式聚类协议的仿真比较表明,LDEESR 可降低和均衡所有节点的能耗,减小汇聚时延,延长网络的生命期.     

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.     

能量自治无线电能传输微网及其簇群机制

针对无线电能传输微网无外部能量注入的能量自治情况,提出一种不均匀簇群机制及其相关算法.节点群周期性进行簇群选举,簇首由节点轮流担当,并考虑候选节点能量特性,以保证网络能量负荷均衡,同时通过簇群的不均匀结构在负载节点附近建立能量缓冲带以提升能量供应的稳定性,引入簇间节点减少簇群间能量传输损耗.具体分析了簇群机制的能量损耗并建立了相关网络能量损耗模型.仿真结果表明:相对普通簇群机制,提出的无线电能传输微网簇群机制有效地改善了能量负荷均衡特性,从而提升了网络最大稳态期.     

无线传感器网络中基于能量感知的机会路由协议研究

在无线传感器网络中,传感器剩余能量对网络结构及网络传输效率有很大的影响,传统的路由协议并没有考虑到能量对网络结构的影响.在对机会路由协议进行研究的基础上提出基于能量感知的路由协议,并对仿真结果进行分析.通过实验证明,该协议能够提高对能量的吞吐量,均衡网络中节点的能量消耗,提高网络性能.     

考虑剩余能量和通信代价的传感器网络路由算法

路由能耗直接影响无线传感器的寿命,针对当前无线传感器网络路由算法存在的能量利用率低、严重不均衡等难题,设计了一种基于考虑剩余能量和通信代价的传感器网络路由算法。该算法首先从簇首选择问题入手,全面考虑所有传感器节点剩余能量进行簇首选择和竞争,选择最优传感器节点作为簇首,防止剩余能量最少的传感器节点成为簇首;然后选择通信代价小、剩余能量多的传感器作为通信的中继节点,均衡各节点的能耗,最后采用仿真工具NS2对路由算法的性能进行测试与分析。测试结果表明,该路由算法减少了无线传感器通信的能量消耗,延迟了传感器节点的死亡时间,改善了能量的有效性。     

一种基于CPK的WSN节点认证和密钥协商方案

认证技术是保护系统资源与用户隐私的一个关键技术,在信息安全领域中有着重要的位置.针对传统的认证方案对节点认证效率低,且不适用于大规模部署的无线传感器网络认证的问题,采用层次化无线传感器网络模型,提出一种基于CPK的双向无线传感器节点认证及密钥协商算法.结果表明,该算法无需安全信道传输消息,能高效地完成节点认证与密钥协商,解决了大规模部署的无线传感器网络认证的问题.