基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)LEACH路由協(xié)議的能效及安全性研究.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及低功耗無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的信息獲取和處理技術(shù)已經(jīng)成為了計算機科學(xué)領(lǐng)域一個活躍的研究分支。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由能量及資源有限的傳感器節(jié)點通過無線通信方式自組織構(gòu)成。這些傳感器節(jié)點能夠?qū)崟r地監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域，并通過相互協(xié)作，將感知信息傳送到基站進(jìn)行處理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可快速部署、可自組織和高容錯性的特點使其在諸多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。例如：軍事國防、環(huán)境應(yīng)用、醫(yī)療、空間探測、工農(nóng)業(yè)控制、城市

2、管理等。
　　 路由協(xié)議的有效性和安全性對整個網(wǎng)絡(luò)非常重要。由于傳感器節(jié)點的能量受限，使得一些適用于傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議以及安全機制無法直接應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。因此，必須為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計符合其自身特點的，更加節(jié)能，更加安全的路由協(xié)議。
　　 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)概念，概述了各種典型的路由協(xié)議及針對這些路由協(xié)議的常見的攻擊類型。由于層次式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠提升整個網(wǎng)路的可擴(kuò)展性和能量有效性，因此，本文以

3、典型的分簇路由協(xié)議LEACH作為研究對象。在詳細(xì)描述了LEACH協(xié)議的基本原理后，分別從節(jié)省能量和提高協(xié)議安全性兩個角度對其進(jìn)行了改進(jìn)。
　　 一方面，針對LEACH協(xié)議中某些遠(yuǎn)距離簇頭直接與基站通信時能量消耗過快而引起的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載不均衡的現(xiàn)象，提出了一種基于簇間多跳傳輸?shù)腖EACH-DT協(xié)議。該協(xié)議通過采用簇頭間多跳通信的方式，極大的減少了簇頭的傳輸距離。仿真實驗表明，與LEACH協(xié)議相比，LEACH-DT協(xié)議能更有效的節(jié)省節(jié)點