無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是由具有傳感功能和無線通信功能的設(shè)備自組成形成的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其用途就是通過廣泛分布的傳感器節(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是資源受限網(wǎng)絡(luò)，其部署環(huán)境通常人為難以接近，部署與維護難度較大，因此需要一套機制來有效管理網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)提供穩(wěn)定、可靠、安全的服務(wù)，同時盡可能的降低能耗。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)明顯的區(qū)別，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議不適合直接應(yīng)用于無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)中。論文通過研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特性，分析部署、運行、維護等過程中存在的問題，結(jié)合和具體的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，以網(wǎng)絡(luò)管理為中心，在網(wǎng)絡(luò)管理的一些關(guān)鍵技術(shù)上展開研究，主要做了以下幾個方面的工作：
　　 (1)介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理中難點和問題，深入分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理的面臨的挑戰(zhàn)、設(shè)計要求。介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理的功能需求，分析了典型的網(wǎng)絡(luò)管理架構(gòu)，并具體介紹了幾種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)

3、絡(luò)管理協(xié)議，分析并比較了這些協(xié)議的特點。
　　 (2)拓撲管理是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)管理中重要功能，合理的拓撲結(jié)構(gòu)能有效降低能耗、減少通信干擾、提高路由效率。本文在分析LEACH協(xié)議基礎(chǔ)上，提出了負載均衡的拓撲控制方法。利用能力評估函數(shù)來選出簇頭節(jié)點，減少了節(jié)點因簇頭選擇而廣播的過多消息的情況。此外，引入了備用簇頭的概念，免去了簇頭節(jié)點失效后的重新選舉過程。
　　 (3)很多時候需要重定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能，但節(jié)點在部署后很

4、難回收，并且節(jié)點的數(shù)量通常很大，因此需要利用無線的方式將代碼分發(fā)到各個節(jié)點進行重編程。目前已經(jīng)有許多代碼分發(fā)協(xié)議，但較少考慮代碼分發(fā)過程中安全性問題。論文在分析MOAP、Deluge、MNP、Trickle等代碼分發(fā)協(xié)議以及安全協(xié)議Hybrid的基礎(chǔ)上，針對Hybrid不能防御DOS攻擊做了改進，提出了層次式密鑰管理方法，有效解決了Hybrid中只依賴基站完成數(shù)字簽名的問題，有效防止代碼分發(fā)過程中的入侵、破壞等行為，保證代碼分發(fā)過程的安