無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能優(yōu)化定位算法與傳播模型研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，WSNs）是一種以數(shù)據(jù)為中心的新型數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。隨著WSNs的多種概念化應(yīng)用方案向?qū)嶋H市場(chǎng)化應(yīng)用轉(zhuǎn)變，WSNs正逐步出現(xiàn)在日常生活的多個(gè)領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，WSNs正由只完成單一數(shù)據(jù)采集功能的傳感節(jié)點(diǎn)組成的同構(gòu)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)向由多類型終端組網(wǎng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)發(fā)展，不僅只有傳感節(jié)點(diǎn)這一單一的是網(wǎng)絡(luò)元素，PDA、筆記本電腦、智能手機(jī)都可能是WSNs中的元素。同樣，應(yīng)用需

2、求的變化對(duì)WSNs的關(guān)鍵支撐技術(shù)提出了更高的要求，如定位技術(shù)、路由技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)等關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)必須能夠適應(yīng)變化多樣的WSNs應(yīng)用場(chǎng)景。
　　另外，在WSNs應(yīng)用場(chǎng)景得到擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)元素類型得到豐富的同時(shí)，WSNs也承載了更多的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的惡意竊取或篡改將影響業(yè)務(wù)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而給企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)巨大的損失，因此，WSNs中的信息安全問(wèn)題已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。
　　本文首先對(duì)WSNs的節(jié)點(diǎn)自定位算法在多

3、障礙部署場(chǎng)景下的缺陷和弊端進(jìn)行了深入研究與分析，將遺傳算法中的尋優(yōu)特性引入WSNs節(jié)點(diǎn)自定位算法中，用以提升定位算法對(duì)于障礙物干擾的抵御能力，使部署于多障礙環(huán)境下的WSNs依然能夠滿足多種應(yīng)用對(duì)于節(jié)點(diǎn)位置信息的需求。在此基礎(chǔ)上，本文針對(duì)新型的IPv6 WSNs的病毒傳播行為特征展開了相關(guān)研究，通過(guò)IPv6 WSNs病毒傳播實(shí)例分析，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的病毒傳播模型，提出了一種具有IPv6 WSNs病毒傳播行為特征的模型。這為IPv6 WSN

4、s病毒傳播和免疫的相關(guān)研究提供理論基礎(chǔ)和應(yīng)用參考。本文主要研究工作如下：
　　（1）系統(tǒng)研究了WSNs的定位算法和病毒傳播特性
　　本文深入分析了WSNs中的關(guān)鍵支撐技術(shù)：智能優(yōu)化定位技術(shù)和傳播行為；系統(tǒng)研究了傳感節(jié)點(diǎn)自定位技術(shù)及IPv6 WSNs中的信息安全問(wèn)題，對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)自定位算法和WSNs中的病毒傳播行為特征進(jìn)行了有益探索：提出了基于遺傳算法的WSNs智能優(yōu)化定位算法，提出了能真實(shí)反映IPv6 WSNs中病毒傳播行為的

5、傳播模型。
　?。?）提出了一種新型WSNs智能優(yōu)化節(jié)點(diǎn)自定位算法
　　在對(duì)應(yīng)用于WSNs領(lǐng)域多種經(jīng)典傳感節(jié)點(diǎn)自定位算法深入分析后，發(fā)現(xiàn)眾多節(jié)點(diǎn)定位算法并不能滿足WSNs在多障礙部署環(huán)境下的定位需求。針對(duì)這一缺陷本文利用遺傳算法的尋優(yōu)特性提出了一種新型WSNs節(jié)點(diǎn)自定位算法，使得WSNs在多障礙部署環(huán)境下依然能夠獲得高精度的傳感節(jié)點(diǎn)位置信息。仿真實(shí)驗(yàn)表明，本文所提出定位算法在不同障礙物存在的部署環(huán)境下具備優(yōu)良的定位性能，不僅

6、能夠滿足基本的應(yīng)用需求而且較當(dāng)前應(yīng)用的多種定位算法的定位精度都有很大的提升。
　?。?）提出了一種基于IPv6的 WSNs病毒傳播模型
　　IPv6 WSNs作為一種基于新一代IP協(xié)議的WSNs，其信息安全問(wèn)題同樣受到使用者和研究者的關(guān)注。本文首先分析了部署IPv6協(xié)議的WSNs的新型數(shù)據(jù)傳播方式，并進(jìn)行了不同場(chǎng)景下的實(shí)例仿真和數(shù)據(jù)分析，深入研究了IPv6 WSNs中病毒的傳播行為特征；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合傳統(tǒng)的病毒傳播模型，提