無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議及密鑰分配與管理技術(shù)的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無論是在國家安全,還是國民經(jīng)濟(jì)諸方面均有著廣泛的應(yīng)用前景。未來,微型、高可靠、多功能、集成化的傳感器,微型、大容量的能源,高效、高可靠的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和操作系統(tǒng),面向應(yīng)用、低計(jì)算量的模式識(shí)別和數(shù)據(jù)融合算法,低功耗、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),及在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的各種應(yīng)用模式,會(huì)使傳感器網(wǎng)絡(luò)最終成為現(xiàn)實(shí)和數(shù)字世界的接口,深入人們生活的各方面,像互聯(lián)網(wǎng)一樣改變?nèi)藗兊纳罘绞?。但在目前的科技水平?生產(chǎn)低成本、低功耗、體積小的傳感器節(jié)點(diǎn),都不可避免

2、的具有能量少(不可更換的電池供電),計(jì)算及存儲(chǔ)能力有限,僅支持短距離無線通信的特點(diǎn)。如何高效使用能量,最大化網(wǎng)絡(luò)生存期是傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的首要挑戰(zhàn)。 目前Multi-Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸成為傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于現(xiàn)有的路由協(xié)議多是針對單sink節(jié)點(diǎn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)提出的,并不適宜于Multi-Sink網(wǎng)絡(luò),因此,本文從如何設(shè)計(jì)高效,高可靠且適宜于Multi-Sink網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議的問題入手,嘗試著設(shè)計(jì)了一種用于Multi

3、-Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基于標(biāo)記的路由協(xié)議(MS-TBRP)。該協(xié)議的核心思想是根據(jù)多個(gè)sink節(jié)點(diǎn)的分布位置,對網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)按照距離sink節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)進(jìn)行標(biāo)記,形成分層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?使用該協(xié)議能夠?yàn)槌汕先f的傳感器節(jié)點(diǎn)建立起到sink節(jié)點(diǎn)的能量高效的路由。為滿足應(yīng)用的可靠性和多樣性需求,針對MS-TBRP協(xié)議本文提出了一些有益的改進(jìn)措施,另外還提出了一種與MS-TBRP搭配使用的能量高效的MAC協(xié)議,并利用MS-TBRP的層次劃分對

4、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù)作了改進(jìn)。 有些應(yīng)用對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩泻芨叩囊?考慮到傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線通信環(huán)境,缺少基礎(chǔ)設(shè)施支持,以及節(jié)點(diǎn)在能量,計(jì)算及存儲(chǔ)能力方面有限的特點(diǎn),本文提出了一種用于分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成對密鑰分配與管理方法。它具有能量高效,節(jié)省節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)空間等特點(diǎn),算法本身也很簡單。此外,可以根據(jù)需要加入新節(jié)點(diǎn),撤銷網(wǎng)絡(luò)中不安全的節(jié)點(diǎn),或是更新節(jié)點(diǎn)的密鑰以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性,仿真結(jié)果證明了該方法具有很好