科學技術(shù)隨著時代的發(fā)展不斷進步,各種技術(shù)也應運而生,半導體技術(shù)、無線通信技術(shù)、超大規(guī)模集成電路以及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的到來奠定了基礎(chǔ)。因為傳感器節(jié)點所處環(huán)境的復雜性和節(jié)點自身的局限性,導致節(jié)點能耗問題突出,因此能耗問題成為國內(nèi)外專家學者的研究重點。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展,在健康、軍事、國家安全及其他領(lǐng)域都得到了廣泛應用,由于這些信息的私密性,所以又要求WSN具有極高的安全性。論文以能耗和路由安全為研究目標,通過研究近些年來各專家學者提出的相關(guān)理論及相關(guān)改進算法,對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中具有能量優(yōu)勢的層次路由算法中的經(jīng)典的LEACH算法進行了改進,提出一種基于K-Means++的均勻分簇、簇間多跳路由算法,在此基礎(chǔ)上又加入了混合式信任模型,在節(jié)點之間建立信任機制,以消耗較低能量為代價來提高網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。針對LEACH算法的不均勻分簇以及隨意性選擇簇頭的問題,由基站依據(jù)節(jié)點的位置信息使用K-Means++聚類算法來對全網(wǎng)進行均勻分簇,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負載均衡。選舉簇頭時,采用新的簇頭選舉函數(shù),綜合節(jié)點的剩余能量、距離簇中心的距離以及離基站的遠近因素來選舉最合適的...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 論文內(nèi)容安排
第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其路由算法概述
    2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述
        2.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征
        2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點構(gòu)成
        2.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程
        2.1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究重點
    2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)路由算法
        2.2.1 以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議
        2.2.2 地理位置的路由協(xié)議
        2.2.3 分層的路由協(xié)議
        2.2.4 多路徑QoS路由協(xié)議
        2.2.5 路由算法性能比較
    2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由存在的安全問題
        2.3.1 外部攻擊
        2.3.2 內(nèi)部攻擊
        2.3.3 路由算法安全性能對比
    2.4 路由算法的設(shè)計目標
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于K-Means++的分簇路由算法
    3.1 層次路由簡介
        3.1.1 相關(guān)基礎(chǔ)知識
        3.1.2 分層路由結(jié)構(gòu)
        3.1.3 分層路由相關(guān)改進算法
    3.2 基于K-Means++的層次路由算法
        3.2.1 K-Means++算法簡介
        3.2.2 Dijkstra算法
        3.2.3 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置
        3.2.4 算法主要思想
        3.2.5 改進算法的工作流程圖
    3.3 算法仿真及分析
        3.3.1 環(huán)境實驗設(shè)置
        3.3.2 成簇結(jié)果分析
        3.3.3 生命周期結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于信任模型的分簇路由算法
    4.1 信任模型概述
        4.1.1 信任的概念
        4.1.2 信任的特征
        4.1.3 信任值的計算
    4.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中主要信任模型
        4.2.1 基于概率的信任模型
        4.2.2 基于模糊邏輯的信任模型
        4.2.3 基于證據(jù)理論的信任模型
        4.2.4 基于灰色系統(tǒng)的信任模型
    4.3 混合式信任模型的分簇路由算法
        4.3.1 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置
        4.3.2 混合式信任模型的建立
        4.3.3 簇成員節(jié)點信任值計算
        4.3.4 簇頭節(jié)點信任值計算
        4.3.5 節(jié)點孤立和信任值更新
        4.3.6 混合式信任模型算法流程圖
        4.3.7 算法安全性能分析
    4.4 仿真結(jié)果與分析
        4.4.1 仿真環(huán)境設(shè)置
        4.4.2 α 的值對網(wǎng)絡(luò)安全的影響
        4.4.3 非惡意環(huán)境下節(jié)點的信任狀況
        4.4.4 惡意環(huán)境下節(jié)點的信任狀況
        4.4.5 網(wǎng)絡(luò)能耗對比
    4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
附錄
個人簡歷、攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況



本文編號：3793180