無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安全定位方法研究.pdf

1、近年來(lái),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了快速發(fā)展,被廣泛應(yīng)用于軍事國(guó)防、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家居、公共安全、搶險(xiǎn)救災(zāi)等諸多領(lǐng)域。傳感器節(jié)點(diǎn)的定位是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ),然而在節(jié)點(diǎn)定位過(guò)程中極易受到各種類型的攻擊,如何在不安全的環(huán)境中進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)定位是基于節(jié)點(diǎn)位置應(yīng)用研究中迫切需要解決的問(wèn)題。
　　 本文在綜合分析已有的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)安全定位方法的基礎(chǔ)上,提出基于RSSI的節(jié)點(diǎn)位置驗(yàn)證方法、基于超寬帶技術(shù)(UWB)和移動(dòng)信標(biāo)點(diǎn)的

2、節(jié)點(diǎn)安全定位方法和基于時(shí)間相似度的節(jié)點(diǎn)安全定位方法,同時(shí)設(shè)計(jì)完成相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)。本文主要研究工作如下:
　　 (1)針對(duì)隱私保護(hù)這種特殊的基于傳感器節(jié)點(diǎn)位置應(yīng)用的需求,以及現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)位置驗(yàn)證方法的局限性,提出一種基于RSSI的節(jié)點(diǎn)位置驗(yàn)證方法。該方法為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的區(qū)域性和服務(wù)性,總是實(shí)時(shí)計(jì)算最適合當(dāng)前環(huán)境的信號(hào)衰減模型,然后測(cè)量用戶節(jié)點(diǎn)所發(fā)射的無(wú)線信號(hào),利用該模型對(duì)用戶節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位,并證明所收集的位置關(guān)系信息的有效性

3、,從而限制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)范圍。
　　 (2)提出一種在超寬帶WSN中基于移動(dòng)信標(biāo)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)安全定位方法,根據(jù)UWB技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn),通過(guò)移動(dòng)信標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定位,不僅能夠準(zhǔn)確定位出傳感器節(jié)點(diǎn)的位置,而且能夠排除惡意信標(biāo)點(diǎn),有效地實(shí)現(xiàn)基于位置的訪問(wèn)控制應(yīng)用。
　　 (3)提出一種基于時(shí)間相似度的節(jié)點(diǎn)安全定位方法,不需要時(shí)間同步,通過(guò)節(jié)點(diǎn)間通信延遲計(jì)算相似度的大小,進(jìn)而根據(jù)相關(guān)條件篩選距離用戶節(jié)點(diǎn)最近的傳感器節(jié)點(diǎn),然后由公共基站根據(jù)這些傳

4、感器節(jié)點(diǎn)的位置估算得到用戶節(jié)點(diǎn)的位置,并從內(nèi)部攻擊和外部攻擊兩個(gè)方面分析了該方法的安全性,最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠更有效地限制相關(guān)攻擊的發(fā)生,并且能夠獲得更高的定位準(zhǔn)確性。
　　 (4)采用網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)TinyOS和仿真分析工具M(jìn)ATLAB,對(duì)本文提出的基于RSSI的節(jié)點(diǎn)位置驗(yàn)證方法和基于UWB和移動(dòng)信標(biāo)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)安全定位方法進(jìn)行仿真分析,并在結(jié)果分析的基礎(chǔ)上與已有的研究成果進(jìn)行比較,驗(yàn)證本文所提出的安全定位方法的有效性和可