無線傳感器網絡中的可信性問題研究.pdf

1、為了方便快捷的采集物理環(huán)境中的有效信息，無線傳感器網絡(WirelessSensor Networks，WSNs)已被人們廣泛地應用于生產生活的各個方面，如環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)和農業(yè)控制以及國防軍事等領域。但是由于技術的限制，無線傳感器網絡本身存在很多的弱點，在應用過程中很容易受到環(huán)境中非確定性因素的干擾（如電磁干擾，物理碰撞等），特別是對于造價低廉無線傳感器節(jié)點，它們在受到干擾后所采集的數(shù)據(jù)很難反映環(huán)境中的真實情況，因而這些節(jié)點的可信度會隨

2、之降低。為了保障整個系統(tǒng)的有效運行，在后期的維護過程中就要修復這些可信度較低的傳感器節(jié)點，但修復之前我們需要通過對傳感器網絡的可信性評估來找出這些非正常的節(jié)點。
　　通過調研發(fā)現(xiàn)，針對無線傳感器網絡的可信性問題，研究人員目前已經提出了相關的研究方案，雖然這些方案在一定程度上可以幫助我們對傳感器網絡的可信性進行研究，但它們也存在很多不足之處，首先這些方案主要通過分析節(jié)點間的通信以及節(jié)點本身的行為表現(xiàn)來進行評估，但這需要傳輸大量有關網

3、絡與節(jié)點的狀態(tài)信息，因此容易造成網絡通信過載;其次，當前研究方案的程序運行需要由傳感器節(jié)點本身來完成，因此會消耗節(jié)點大量的能量和存儲資源;另外，目前的研究工作很難對可信度較低的傳感器節(jié)點進行準確定位，給后期的維護工作帶來一定困難。
　　針對以上幾點，本文對多維數(shù)據(jù)環(huán)境下傳感器網絡的可信性問題進行了研究并設計了有效的度量方案和算法，具體如下:
　　(1)針對能夠采集環(huán)境中多維數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點，本文提出了一種基于D-S證據(jù)理論的

4、可信性度量方案，該方案可運行于傳感器網絡中的某一個基站，其將節(jié)點不同維度上的數(shù)據(jù)看作反映其可信性的不同屬性，通過評估這些屬性的可信程度并融合所得到的評估結果來獲取有關節(jié)點可信度值的上、下界。該方案主要基于傳感器節(jié)點所上報的環(huán)境數(shù)據(jù)，無需通過網絡傳輸額外的狀態(tài)信息，同時算法的具體實現(xiàn)過程無需節(jié)點參與，從而可以有效避免網絡通信過載并節(jié)省節(jié)點的能量和存儲資源。
　　(2)在復雜的部署環(huán)境中，傳感器節(jié)點的低可信度一方面是由自身問題所導致，

5、另一方面是受環(huán)境中某些區(qū)域性因素的干擾。針對后者，我們需要采取對應的措施來消除這些因素，而不是僅僅修復單個節(jié)點，但在這之前要能夠指出這種因素是否存在。針對該問題，本文提出了基于D-S證據(jù)理論的區(qū)域環(huán)境可信性度量方案，該方案通過融合某區(qū)域內不同傳感器節(jié)點所提供的證據(jù)來得到該區(qū)域的可信性度量值。其實現(xiàn)不僅不需要消耗傳感器網絡額外的能量和存儲資源，同時也能讓工作人員在后期的維護過程中判斷環(huán)境中是否存在區(qū)域性的干擾因素，從而有針對性的采取措施。