無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法及安全性的研究.pdf

1、無線通信、傳感器以及嵌入式等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，其運(yùn)用軌跡遍及軍事、自然環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)監(jiān)控、智慧醫(yī)療、智能交通、智慧家居、安全生產(chǎn)監(jiān)控等各個(gè)領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在逐步地改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式，為人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步做出了重要的貢獻(xiàn)。
　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的重要組成部分，主要負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)感知的數(shù)據(jù)沿著最佳的路徑傳輸?shù)侥康?/p>

2、節(jié)點(diǎn)，它是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與收集的基礎(chǔ)。但是，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)資源，包括能量、存儲(chǔ)和計(jì)算能力等，是有限的。因此，設(shè)計(jì)高效性能的路由協(xié)議是非常有必要的。
　　本文對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和算法進(jìn)行了深入的研究。針對(duì)λ-flooding算法僅適用于一個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的情況，在λ-flooding算法的基礎(chǔ)上，對(duì)λ-flooding算法進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種可用于具有多個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法 ERouA。將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分

3、成多個(gè)數(shù)據(jù)收集域，每個(gè)數(shù)據(jù)收集域?qū)?yīng)一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)。在每個(gè)數(shù)據(jù)收集域中，當(dāng)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)與當(dāng)前的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)之間不能通信時(shí)，選擇一個(gè)新的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)。如果新的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)屬于這個(gè)數(shù)據(jù)收集域，那就進(jìn)行局部的路由更新，減少控制包的數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)的能耗；否則，這個(gè)移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)就重構(gòu)它的數(shù)據(jù)收集域。在ERouA算法中，采用了由虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)和輔助虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)組成的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)鏈機(jī)制，降低了路由更新的頻率，進(jìn)一步減少網(wǎng)絡(luò)的能耗。仿真表明，與 AVR

4、P協(xié)議和 VGDD協(xié)議相比，所設(shè)計(jì)的ERouA算法具有更好的效果。另外，本文通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由安全問題，設(shè)計(jì)了一種基于信任的可靠的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由算法RTSR。在RTSR算法中，考慮了節(jié)點(diǎn)的信任值與ETX值兩個(gè)指標(biāo)。通過將這個(gè)兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)組合，形成一個(gè)組合路由指標(biāo)。在進(jìn)行路由選擇時(shí)，使用組合路由指標(biāo)，不但可以避開惡意節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也可以選擇一條鏈路質(zhì)量較高的路徑。仿真結(jié)果表明，與CTP協(xié)議和TSR協(xié)議相比，RTSR算法