基于LEACH協(xié)議的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法及密鑰管理研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless Sensor Networks,簡稱WSNs)作為一種新的信息獲取方式和處理模式,目前已廣泛應(yīng)用于軍事國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、環(huán)境監(jiān)測、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等許多領(lǐng)域,引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有區(qū)別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),如節(jié)點(diǎn)能量、計(jì)算能力嚴(yán)格受限,并且與應(yīng)用高度相關(guān)等原因,使得已提出的大量路由協(xié)議不能直接用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò),而成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。
　　 目前,適用于無線

2、傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議較多,從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上劃分,可分成平面路由協(xié)議和分層路由協(xié)議。在分層路由協(xié)議中,傳感器節(jié)點(diǎn)劃分為若干個(gè)簇。簇頭節(jié)點(diǎn)不僅要承擔(dān)感知數(shù)據(jù)的任務(wù),還要負(fù)責(zé)接收簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸和融合,另外還要負(fù)責(zé)相鄰簇頭的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作,容易產(chǎn)生“熱點(diǎn)”問題。
　　 本文首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò),并比較分析總結(jié)了幾種典型的分層路由協(xié)議的路由機(jī)制,同時(shí)從路由安全的角度,概述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中常見的攻擊類型,并對其安全

3、性進(jìn)行了分析。接著,根據(jù)LEACH分簇路由協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn),從簇頭選擇和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)方面出發(fā),提出了在源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間建立一種新的基于節(jié)點(diǎn)空閑度和剩余能量的路由改進(jìn)算法。新算法根據(jù)路徑上節(jié)點(diǎn)的通信能量消耗以及節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況,進(jìn)行路由選擇,有效的減少了LEACH路由協(xié)議中的能量消耗,使得數(shù)據(jù)傳輸均衡消耗整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能量,延長整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存期。通過論證和仿真實(shí)驗(yàn)表明,改進(jìn)后的LEACH協(xié)議,有效地降低了節(jié)點(diǎn)能耗,增加了節(jié)點(diǎn)的存活率,延長了網(wǎng)絡(luò)