本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的Ad-hoc網(wǎng)絡(luò),通常包含大量的低功耗的微型傳感器節(jié)點,依靠傳感器節(jié)點之間的相互協(xié)作,以無線多跳方式完成通信,網(wǎng)絡(luò)不依賴任何的固定設(shè)施,具有自組織和自管理的特性。這種特殊的組網(wǎng)方式使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛的應(yīng)用于目標跟蹤、關(guān)鍵區(qū)域檢測、危險環(huán)境中的科研開發(fā)等領(lǐng)域。然而,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些特性,比如能量受限、體積受限等,給網(wǎng)絡(luò)的時間同步算法設(shè)計提出了嚴峻的考驗。本文分別圍繞與時間同步相關(guān)的安全問題、能量有效問題展開深入研究,提出了適用于動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全時間同步算法和能量有效的無線傳感器時間同步算法。 本文的主要工作和創(chuàng)新點歸納如下: 適用于動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全時間同步算法 時間同步技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中非常重要的一項基礎(chǔ)服務(wù),是實現(xiàn)定位、數(shù)據(jù)融合、移動目標跟蹤等技術(shù)的基礎(chǔ)。然而由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特性,使得它的時間同步過程容易遭受惡意節(jié)點的攻擊。為此,本文提出一種適用于動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全時間同步算法,此算法可以阻止來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的惡意節(jié)點的攻擊,并且在一些時間同步的性能參數(shù)上都有著比其他時間同步算法更優(yōu)越的表現(xiàn)。 能量有效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法 與一般的計算網(wǎng)絡(luò)不同,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,能量的有限性是一個尤為突出的問題。同時無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一個面向應(yīng)用的,需要通過節(jié)點之間的協(xié)作完成某一特定任務(wù)的網(wǎng)絡(luò),因此保持全網(wǎng)能耗的均衡來維持網(wǎng)絡(luò)的連通性是十分重要的。如何節(jié)省節(jié)點的能量消耗以及如何均衡網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量消耗,從而延長整個網(wǎng)絡(luò)的生命周期,是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中面臨的首要挑戰(zhàn),也是該領(lǐng)域一個持久的研究熱點。本文提出一種能量有效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法,該算法可以節(jié)省無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的能量消耗,同時又不影響其他的性能參數(shù)。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件試驗平臺 本文設(shè)計和實現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)試驗的硬件平臺,包括傳感器節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)適配器以及編程器。并且在此平臺基礎(chǔ)上,進行了時間同步算法的試驗,驗證了上述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全時間同步算法的可行性;另外進行了有關(guān)IPv6的一系列試驗,驗證了該試驗平臺可以穩(wěn)定運行于CNGI網(wǎng)絡(luò)中,成為CNGI網(wǎng)絡(luò)的一個組成部分。 論文闡述的這些方法和思想都經(jīng)過了理論分析和仿真實驗的驗證,證明了其可行性。這些結(jié)論可以應(yīng)用到未來相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)中,以提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性、有效性和擴展性。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 時間同步 安全 攻擊 本地廣播認證 冗余 自適應(yīng) 能量有效
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 圖表索引12-14
• 第1章 緒論14-28
• 1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述14-21
• 1.1.1 WSN的簡介與發(fā)展14-17
• 1.1.2 WSN的特點17-18
• 1.1.3 WSN的應(yīng)用18-20
• 1.1.4 WSN關(guān)鍵技術(shù)20-21
• 1.2 WSN時間同步與相關(guān)問題21-25
• 1.2.1 WSN時間同步概述22-23
• 1.2.2 與時間同步相關(guān)的問題23-25
• 1.3 論文的背景和意義25-26
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)與主要創(chuàng)新點26-28
• 第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法的研究與分析28-44
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的分類28-29
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時間校正的幾項基本技術(shù)29-33
• 2.3 幾種經(jīng)典的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法的研究分析33-42
• 2.3.1 參考廣播同步算法33-35
• 2.3.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步協(xié)議35-37
• 2.3.3 輕量級生成樹同步算法37-38
• 2.3.5 延遲測量時間算法38-39
• 2.3.6 泛洪時間同步協(xié)議39-41
• 2.3.7 各種算法的比較41-42
• 2.4 本章小結(jié)42-44
• 第3章 一種動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全時鐘同步算法44-64
• 3.1 引言44-45
• 3.2 問題提出與相關(guān)工作45-46
• 3.3 基于擴散的時鐘同步算法(DCS)46-47
• 3.4 適用于動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全時鐘同步算法(DSCS)47-56
• 3.4.1 DSCS算法的安全策略47-50
• 3.4.2 DSCS算法描述50-56
• 3.5 DSCS算法的安全性能理論分析56-57
• 3.6 仿真結(jié)果分析57-62
• 3.6.1 同步周期58-59
• 3.6.2 同步精度59-60
• 3.6.3 同步比率60-61
• 3.6.4 同步開銷61-62
• 3.7 本章小結(jié)62-64
• 第4章 能量有效的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法(EETS)64-82
• 4.1 引言64-65
• 4.2 分布式系統(tǒng)的時間同步65-66
• 4.3 問題的提出與相關(guān)工作66-67
• 4.4 EETS算法67-75
• 4.4.1 兩點改進68-73
• 4.4.2 算法同步過程73-75
• 4.5 仿真結(jié)果分析75-80
• 4.5.1 平均同步周期隨節(jié)點數(shù)目的變化76-77
• 4.5.2 平均同步誤差隨節(jié)點數(shù)目的變化77
• 4.5.3 能量有效性比較77-79
• 4.5.4 安全性79-80
• 4.6 本章小結(jié)80-82
• 第5章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步試驗硬件平臺82-100
• 5.1 項目背景82-83
• 5.2 項目的總體需求83
• 5.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)試驗的硬件平臺83-94
• 5.3.1 傳感器節(jié)點84-90
• 5.3.2 網(wǎng)絡(luò)適配器90-92
• 5.3.3 編程器92-94
• 5.4 時間同步算法試驗94-95
• 5.4.1 試驗條件94-95
• 5.4.2 試驗過程95
• 5.5 其他試驗95-98
• 5.6 本章小結(jié)98-100
• 第6章 結(jié)束語100-104
• 6.1 論文的工作總結(jié)100-102
• 6.1.1 時間同步算法的分析比較101
• 6.1.2 安全時間同步算法DSCS101-102
• 6.1.3 能量高效的時間同步算法EETS102
• 6.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法試驗102
• 6.2 進一步工作102-104
• 參考文獻104-114
• 攻讀博士學(xué)位期間的研究成果與科研項目114-116
• 致謝116-117

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 龍宏波;葉曉慧;譚思煒;;基于精度分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法[J];計算機測量與控制;2010年11期

2 徐煥良;劉佼佼;王浩云;何明;;WSN/WSAN中的時間同步算法研究[J];計算機工程與應(yīng)用;2012年31期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 胡一帆;基于生物協(xié)同進化的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由智能容錯機制研究[D];東華大學(xué);2012年

2 包旭;延長無線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期的相關(guān)算法研究[D];長安大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李桂青;基于分簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法研究[D];曲阜師范大學(xué);2011年

2 何志業(yè);面向水環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計[D];杭州電子科技大學(xué);2010年

3 張虎;基于誤差修正的無線傳感器時間同步協(xié)議的研究[D];東華大學(xué);2012年

4 溫懷湘;一種新的建立在簇結(jié)構(gòu)上的同步點時間同步算法[D];河北大學(xué);2010年

5 王仁鈺;基于簇的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法研究[D];中南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：329886