本文選題：物聯(lián)網(wǎng) + 傳感網(wǎng)絡(luò)　； 參考：《沈陽建筑大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of Things)是國家信息戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)中信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心領(lǐng)域,其發(fā)展與應(yīng)用將進(jìn)一步推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會各個(gè)領(lǐng)域信息化進(jìn)程。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用遍及工農(nóng)生產(chǎn)業(yè)、軍事偵查、智能家居、醫(yī)療診斷、遙感、智能制造、智能交通、工業(yè)自動控制等領(lǐng)域。傳感網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)感知物理世界的重要手段,它由大量傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。在數(shù)據(jù)感知的過程當(dāng)中,網(wǎng)絡(luò)中會產(chǎn)生海量的冗余數(shù)據(jù),采用各個(gè)節(jié)點(diǎn)直接傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)是不可行的,這樣不僅嚴(yán)重浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)通信帶寬和能量資源,還會降低數(shù)據(jù)的采集高效性和及時(shí)性。因此,如何有效利用有限的帶寬和能量資源,延長網(wǎng)絡(luò)的生命周期是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要研究課題。數(shù)據(jù)融合技術(shù)是解決這一問題的重要方法,通過合并、壓縮、計(jì)算和評估等手段,有效減少了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸量,延長網(wǎng)絡(luò)壽命,提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。然而,傳感網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)多為不能外泄的敏感數(shù)據(jù),且網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)多分布在環(huán)境惡劣、無人區(qū)域等不易控制的環(huán)境中。當(dāng)傳感網(wǎng)絡(luò)采集敏感數(shù)據(jù)時(shí)可能遭受被動攻擊(對節(jié)點(diǎn)采集敏感數(shù)據(jù)非法竊聽等)和主動攻擊(用刪除、更改等方法破壞數(shù)據(jù)的完整性),因此數(shù)據(jù)隱私保護(hù)成為傳感網(wǎng)絡(luò)中亟待解決的問題。本文將數(shù)據(jù)融合與隱私保護(hù)作為主要研究內(nèi)容,在查閱相關(guān)資料、分析研究現(xiàn)狀和網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上提出了基于能量均衡的分簇路由算法(CRAE)和基于CRAE的隱私保護(hù)算法(CPDAA)。CRAE路由算法采用分簇路由算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與融合。在選擇簇頭節(jié)點(diǎn)時(shí)不僅考慮剩余能量,還設(shè)置最高能量消耗,以避免簇頭節(jié)點(diǎn)因?yàn)槟芰坎蛔氵^早死亡,為避免簇頭節(jié)點(diǎn)由于負(fù)載過重使能量消耗過快,選取主簇頭和副簇頭兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn),主簇頭負(fù)責(zé)采集、融合數(shù)據(jù),副簇頭負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù),由于簇形成時(shí)會產(chǎn)生極大簇和極小簇,為減少網(wǎng)絡(luò)的延遲,對極大簇進(jìn)行二級分簇。CPDAA算法針對CPDA算法進(jìn)行改進(jìn),在完成數(shù)據(jù)融合的同時(shí)保證數(shù)據(jù)隱私性,防止敏感數(shù)據(jù)泄露。依據(jù)CRAE算法將節(jié)點(diǎn)分成不同簇,同一簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)依據(jù)生成隨機(jī)數(shù)大小劃分成不同組,同一組內(nèi)節(jié)點(diǎn)采用CPDA算法對數(shù)據(jù)加密、解密和融合,并隨機(jī)選取組頭負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)加密的融合數(shù)據(jù)至簇頭節(jié)點(diǎn)。論文采用MatlAB環(huán)境對上述算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CRAE路由算法平衡了各個(gè)節(jié)點(diǎn)能耗,延長了網(wǎng)絡(luò)生命周期,有效提高了數(shù)據(jù)的采集效率；CPDAA算法相比CPDA算法,在確保數(shù)據(jù)隱私性同時(shí)降低了數(shù)據(jù)通信量。
[Abstract]:The Internet of things (Internet of things) is the core field of the development of information industry in the national information strategy industry. Its development and application will further promote the process of informatization in various fields of economy and society. The Internet of things is widely used in industrial and agricultural production, military reconnaissance, smart home, medical diagnosis, remote sensing, intelligent manufacturing, intelligent transportation, industrial automatic control and other fields. Sensor network is an important means for the Internet of things to perceive the physical world. It is composed of a large number of sensor nodes. In the process of data perception, huge amounts of redundant data will be produced in the network. It is not feasible to transmit data directly from each node to the convergence node, which not only wastes the network communication bandwidth and energy resources seriously. It also reduces the efficiency and timeliness of data collection. Therefore, how to effectively utilize the limited bandwidth and energy resources and prolong the lifetime of wireless sensor networks is an important research topic in wireless sensor networks. Data fusion technology is an important method to solve this problem. By means of merging, compressing, computing and evaluating, it can effectively reduce the amount of network data transmission, prolong the network life and improve the accuracy of data. However, most of the data collected by the sensor network are sensitive data which can not be leaked out, and the nodes in the network are mostly distributed in the environment which is difficult to control, such as the hostile environment and the unattended area. When the sensor network collects sensitive data, it may be subjected to passive attack (illegal eavesdropping on nodes, etc.) and active attack. Therefore, data privacy protection becomes an urgent problem in sensor networks. In this paper, data fusion and privacy protection are the main research contents. Based on the analysis of the current situation and the network model, a cluster routing algorithm based on energy balance and a privacy protection algorithm based on CRAE are proposed. The clustering routing algorithm is used for data transmission and fusion. When selecting cluster head node, not only the residual energy is considered, but also the maximum energy consumption is set to avoid the cluster head node dying too early because of insufficient energy. The main cluster head and the sub-cluster head are selected to collect and fuse the data, and the sub-cluster head is responsible for data transmission. Because of the formation of the cluster will produce a large cluster and very small clusters, in order to reduce the delay of the network, the main cluster head is responsible for collecting, fusion data, and sub-cluster head is responsible for the transmission of data. The two-level clustering. CPDAA algorithm is used to improve the CPDA algorithm to ensure the privacy of the data and prevent the leakage of sensitive data. Nodes are divided into different clusters according to CRAE algorithm. Nodes in the same cluster are divided into different groups according to the size of generated random numbers. The nodes in the same group use CPDA algorithm to encrypt, decrypt and fuse the data. And randomly select the group head to forward the encrypted fusion data to the cluster head node. In this paper, the MatlAB environment is used to simulate the above algorithms. The theoretical analysis and simulation results show that the CRAE routing algorithm balances the energy consumption of each node and prolongs the network life cycle. Compared with CPDA algorithm, CPDAA algorithm can effectively improve the efficiency of data acquisition and reduce the data traffic while ensuring the privacy of the data.
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP391.44;TN929.5;TP309

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本文編號：1813211