本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法及安全性的研究

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【摘要】：無線通信、傳感器以及嵌入式等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,極大地促進(jìn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。目前,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,其運(yùn)用軌跡遍及軍事、自然環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)監(jiān)控、智慧醫(yī)療、智能交通、智慧家居、安全生產(chǎn)監(jiān)控等各個領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在逐步地改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式,為人類社會的發(fā)展與進(jìn)步做出了重要的貢獻(xiàn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的重要組成部分,主要負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)感知的數(shù)據(jù)沿著最佳的路徑傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn),它是網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與收集的基礎(chǔ)。但是,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)資源,包括能量、存儲和計算能力等,是有限的。因此,設(shè)計高效性能的路由協(xié)議是非常有必要的。本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和算法進(jìn)行了深入的研究。針對λ-flooding算法僅適用于一個移動匯聚節(jié)點(diǎn)的情況,在λ-flooding算法的基礎(chǔ)上,對λ-flooding算法進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計了一種可用于具有多個移動匯聚節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法ERouA。將整個網(wǎng)絡(luò)分成多個數(shù)據(jù)收集域,每個數(shù)據(jù)收集域?qū)?yīng)一個匯聚節(jié)點(diǎn)。在每個數(shù)據(jù)收集域中,當(dāng)移動匯聚節(jié)點(diǎn)移動與當(dāng)前的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)之間不能通信時,選擇一個新的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)。如果新的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)屬于這個數(shù)據(jù)收集域,那就進(jìn)行局部的路由更新,減少控制包的數(shù)量,降低網(wǎng)絡(luò)的能耗;否則,這個移動匯聚節(jié)點(diǎn)就重構(gòu)它的數(shù)據(jù)收集域。在ERouA算法中,采用了由虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)和輔助虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)組成的虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)鏈機(jī)制,降低了路由更新的頻率,進(jìn)一步減少網(wǎng)絡(luò)的能耗。仿真表明,與AVRP協(xié)議和VGDD協(xié)議相比,所設(shè)計的ERouA算法具有更好的效果。另外,本文通過分析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由安全問題,設(shè)計了一種基于信任的可靠的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由算法RTSR。在RTSR算法中,考慮了節(jié)點(diǎn)的信任值與ETX值兩個指標(biāo)。通過將這個兩個指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)組合,形成一個組合路由指標(biāo)。在進(jìn)行路由選擇時,使用組合路由指標(biāo),不但可以避開惡意節(jié)點(diǎn),同時也可以選擇一條鏈路質(zhì)量較高的路徑。仿真結(jié)果表明,與CTP協(xié)議和TSR協(xié)議相比,RTSR算法能夠取得很好的效果。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由算法 移動匯聚節(jié)點(diǎn) 安全路由
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景與意義14-15
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程與研究進(jìn)展15-17
• 1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程15-16
• 1.2.2 研究進(jìn)展16-17
• 1.3 本文主要研究工作及組織結(jié)構(gòu)17-20
• 第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)20-34
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述20-25
• 2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)20
• 2.1.2 傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)20-22
• 2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征22-23
• 2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧23-24
• 2.1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用24-25
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議25-28
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的特點(diǎn)25-26
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的性能指標(biāo)26-27
• 2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類27-28
• 2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典路由協(xié)議的介紹28-33
• 2.3.1 平面路由經(jīng)典協(xié)議28-30
• 2.3.2 層次路由經(jīng)典協(xié)議30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 基于虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)的移動傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法34-50
• 3.1 引言34-35
• 3.2 λ-flooding算法與相關(guān)假設(shè)35-36
• 3.2.1 λ-flooding算法的簡介35-36
• 3.2.2 相關(guān)假設(shè)36
• 3.3 ERouA算法的設(shè)計目標(biāo)與概述36-38
• 3.3.1 ERouA算法設(shè)計的目標(biāo)36
• 3.3.2 ERouA算法的概述36-38
• 3.4 ERouA算法的設(shè)計38-43
• 3.4.1 數(shù)據(jù)收集樹和數(shù)據(jù)收集域的初始化38-39
• 3.4.2 虛擬匯聚節(jié)點(diǎn)的選擇與維護(hù)39-41
• 3.4.3 路由更新41-43
• 3.4.4 數(shù)據(jù)傳輸43
• 3.5 仿真與評價43-48
• 3.5.1 仿真設(shè)置43
• 3.5.2 評價指標(biāo)43-44
• 3.5.3 仿真結(jié)果44-46
• 3.5.4 算法參數(shù) l 和L的影響46-48
• 3.5.5 仿真結(jié)果分析48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第四章 基于信任的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全路由算法50-62
• 4.1 引言50-51
• 4.2 網(wǎng)絡(luò)模型與問題陳述51-52
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型51
• 4.2.2 問題陳述51-52
• 4.3 RTSR算法的設(shè)計52-57
• 4.3.1 ETX的計算52-53
• 4.3.2 節(jié)點(diǎn)信任值的計算53-55
• 4.3.3 組合路由指標(biāo)的合成55-56
• 4.3.4 路由設(shè)置56-57
• 4.4 仿真與評價57-61
• 4.4.1 仿真設(shè)置57
• 4.4.2 評價指標(biāo)57-58
• 4.4.3 仿真結(jié)果與分析58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果72

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本文編號：1106345