WSN的网络安全管理机制研究

本文提出一种基于多项式的WSN密钥管理方案.基站通过计算节点秘密信息构成的多项式来生成网络的全局密钥,节点通过全局密钥可以认证网络中的合法节点.节点用全局密钥经过对称多项式密钥交换来生成与簇头节点之间的会话密钥.该方案能够动态更新密钥,从而解决了由于节点被捕获所导致的信息泄露、密钥连通性下降和密钥更新通信开销大等问题.性能分析表明,该方案与现有的密钥预分配方案相比,具有更低的存储开销、通信开销、良好的扩展性和连通性.     

基于冗余节点的LEACH协议的改进

无线传感器网络中LEACH协议是一种典型的能有效延长网络生命周期的节能通信协议。因为其优秀的节能效果和其简单的规程得到了广泛的认可。但是LEACH簇头算法存在簇头开销大、簇头没有确定的数量和位置等不足。而在成簇后的稳定阶段,节点通过一跳通信将数据传送给簇头,簇头也通过一跳通信将聚合后的数据传送给基站,这样会造成簇头节点...     

基于矩阵的无线传感器网络SNEP改进

针对网络安全加密协议(SNEP)存在过于依赖基站、密钥计算耗能大、密钥分发安全性较低的问题,采用了分簇式结构,引入矩阵与多密钥空间理论对SNEP进行改进。节点之间可利用加载的矩阵信息自主进行通信密钥计算。通过分析可知,该方案可降低基站依赖性,防范女巫攻击,并对基站的计算、存储需求降低,节点计算与存储开销没有明显增加,网络具有较高的安全性,可扩展性较好。     

大规模无线传感网中基于能耗均衡的按需QoS协议

为满足大规模无线传感器网络局部区域信息收集时的QoS需求,在保证网络连通性的条件下最大限度降低网络能耗与控制开销,本文提出一种基于能耗均衡的按需QoS协议OQBED.该协议采用近似静态分簇和按需信息收集策略减少控制开销,通过有效选择工作节点数目以及执行簇头轮换机制来保障能耗均衡,并在簇头间选取满足QoS条件的最优能源路由来实现数据融合与传送.仿真结果表明,OQBED协议能有效减小控制开销,显著延长网络生命期,大幅度提高信息传输成功率.     

分簇无线传感器网络基于随机数的两级身份认证

文中提出一种分簇无线传感器网络的基于随机数的两级身份认证方法。该方案将认证过程分为两个阶段：簇头与基站的一级认证和成员节点与基站的二级认证。整个认证过程采用对称加密的方法,通过检查随机数的一致性来保证认证过程的连贯,对存储开销的要求较低。簇头作为中转节点,在全网中具有重要作用。在保证簇头安全的前提下成员节点才与基站开始认证,这样能有效地避免成员节点与基站在簇头不安全的情况下进行身份认证而带来的时间上和能量上的浪费,提高了认证效率,同时与传统的点到点的认证相比,能量消耗相对较少。     

基于最优簇头数和三段路由的改进型LEACH算法

LEACH协议可延长无线传感器网络的使用寿命,提高信息传输量.但是研究发现基站距离网络区域愈远,LEACH协议的效果愈差,网络价值愈小.故本文提出了一种基于最优簇头数和三段路由的改进型LEACH算法,以克服基站位置对网络寿命和信息传输量的影响.该算法依据不同WSN的传感器节点数目,预先计算出理论上最优的簇头数目,残余能量最高的簇头将被选举为唯一的高层簇头,形成节点—簇头—高层簇头—基站的三段数据路由.实验结果表明,与LEACH协议相比,当传输距离小于距离阈值时,该算法有效提升了节点能耗的均衡性,推迟首节点死亡时间,从而提高信息传输量;当距离超过阈值后,网络寿命和信息传输量显著提高,算法优势更为明显.     

一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法

为平衡无线传感器网络中的簇头负载并进一步降低多跳传输能耗,文中提出了一种改进的基于时间竞争成簇的路由算法。该算法通过限制近基站节点成簇入簇,以防止近基站节点成簇入簇的节能收益无法补偿成簇入簇能耗;利用基站广播公共信息和基于时间机制成簇,以减少节点基本信息交换能耗;通过候选簇头中继来平衡簇头负载。候选簇头的评价函数综合考虑了剩余能量和最优跳数的理想路径,以期在保持中继负载平衡的基础上尽量降低多跳能耗。仿真结果显示,该算法较LEACH和DEBUC算法延长了以30%节点死亡为网络失效的网络生存周期,表明该算法在降低节点能耗和平衡负载方面是有效的。     

无线传感器网络中基于扇形的非匀均分簇路由协议

针对无线传感器网络分簇多跳路由协议中靠近基站的簇头节点容易死亡的缺点,提出一种基于扇形的能量匀衡的非匀均分簇路由协议EBUCBS(Energy-Balancing Unequal Clustering Routing Protocol Based on the Sector).EBUCBS协议采用固定分簇方式能减少重复分簇给网络带来的额外能量损失,且靠近基站的簇的规模小于远离基站的簇规模,使靠近基站的簇头有足够的能量转发信息而不容易死亡,均衡了网络能量负载.Matlab仿真实验表明:与LEACH协议、EEUC协议相比EBUCBS协议有效延长了网络生存时间.     

一种改进的无线传感器网络分簇路由协议

针对无线传感器网络中节点能量受限的特征,提出了ILEACH(improved-LEACH)分簇路由协议,达到延长网络生存时间的目的,该分簇路由协议在簇头选取时,充分考虑了节点的剩余能量;簇形成时利用了距离阈值的约束来优化分簇方案;数据收集阶段,根据节点的权值在簇头节点之间建立到基站的路由树,利用NS2仿真软件对LEACH和ILEACH协议进行仿真、比较,结果显示ILEACH具有良好的性能.     

有效降低无线网络节点能量的LEACH新算法

LEACH是一种低功耗自适应按簇分层路由算法.为了降低节点能耗,在LEACH协议的基础上提出了在选举簇头时,改变阈值T(n)的大小以降低节点成为簇头的概率,从而节省网络因分簇而消耗的能量.同时又提出了一种基于节点剩余能量的二层簇头的算法,该算法能使节点减少将冗余信息传输到基站,从而达到降低节点消耗能量的目的.通过实验仿真,表明这些方法能使网络节点能量的消耗减少,达到了延长网络生命周期的目的.     

一种基站可移动传感器网络再编程协议

 本文针对基站可移动传感器网络实现了一再编程协议MovPro.该协议可以将新的二进制程序通过多跳的形式下发到网络内的节点上并使之运行.该协议的大致过程描述为,当基站在网络内移动时,基站将数据发送给它移动轨迹上的节点.节点收到部分二进制代码后通过窗口交换的形式将二进制代码传播到整个网络.MovPro是第一个在基站可移动传感器网络的真实系统.本文通过多种方式减少通信开销,并通过二级存储的方式减少外部flash的写次数.实验表明MovPro适用于基站可移动传感器网络.     

基于全局信息的LEACH协议改进算法

传统LEACH协议在选举簇头节点时,采用动态簇头选举算法,每轮选举产生簇头节点个数为最佳簇头数的概率并不是最大,使得每轮选举的簇头数偏差较大,不能使节点能量达到最优化。针对这一问题,提出了改进的LEACH-P协议,该协议在簇头选举阶段通过簇头节点间的相互协作,以少量的能量消耗来获取全局信息,消除了LEACH协议簇头选举算法的盲目性,从而改善簇头选举算法。实验结果表明,LEACH—P协议相比传统LEACH协议有效地节省了节点能量,延长了网络生命周期。     

新的无线传感器网络分簇算法

针对无线传感器网络节点能量受限的特点,提出了一种响应式分布分簇算法(RDCA,responsive distributedclustering algorithm).该算法不需预先得知节点自身及其他节点的位置信息,而仅根据局部拓扑信息快速进行分布式的簇头选举,并根据代价函数进行簇的划分,适用于周期性获取信息的无线传感器网络.分析与仿真表明,该算法具有良好的负载平衡性能和较小的协议开销,与LEACH协议相比,能够减少能量消耗,网络生存期大约延长了40%.     

LEACH协议的改进与仿真分析

在深入分析无线传感器网络路由协议设计目标的基础上,由于低功耗自适应分簇路由协议（LEACH,Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）簇头既要融合簇内节点发送来的数据又要将处理后的数据发送给基站,导致能量消耗较大。因此融入负载平衡和簇内成链的思想对LEACH协议进行改进,通过贪婪算法使簇内节点数据传输采用链式传输,让簇头工作时间尽量延长,使簇的稳定阶段时间提高,全网节点负载均衡。通过NS2对改进的LEACH协议进行仿真分析,结果表明改进的LEACH协议网络寿命极大延长。     

一种基于LEACH-C改进的能量有效分簇协议

针对LEACH-C协议周期性地簇重构会造成额外开销以及簇头节点和普通节点间能耗不均的缺陷,提出了改进的能量有效分簇协议(Improved Energy-Efficient Clustering Hierarchy,IEECH)。在IEECH中,由簇中所选出的发送节点分担簇头节点的高能量负载,因此不再需要进行全局的簇重构。网络节点的能耗由于发送节点的轮转进一步得到了均衡。因此,该算法和LEACH以及LEACH-C相比,可以有效地延长网络的寿命。最后,通过NS2仿真实验也得到了验证。     

基于混沌粒子群与蚁群算法的WSN路由协议

为了降低无线传感器网络（WSN）能量消耗,延长网络生存周期,提出了一种基于混沌粒子群（CPSO）和蚁群算法相结合的路由协议。该协议针对典型的分簇协议LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）协议的簇头选择进行了优化,考虑了节点剩余能量和簇内密集性等因素,采用新的混沌粒子群算法对簇头选择进行优化。然后,针对LEACH协议簇头到基站采用单跳通信,容易使簇头早亡的问题,采用蚁群算法优化簇头到基站的路由路径,减少通信消耗的能量。仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,新的协议能有效减少能量消耗,延长网络生命周期。     

基于LEACH的能量节省路由协议的研究

无线传感器网络由于节点能量的限制,在组网中必须要充分考虑到节点能量的情况,以避免由于节点的能量耗尽,造成网络分割。针对经典无线传感器网络协议LEACH没有考虑节点能量的情况,提出了一种基于LEACH的改进协议。该协议实现了对簇头选择的优化,以及对簇头和基站通信路径的优化。OPNET仿真实验结果表明,该协议能有效地延长网络的生命周期,推迟网络分割的出现。     

无线传感器网络LEACH协议的改进与仿真

LEACH路由协议是无线传感器网络中经典的层次型拓扑组织算法。对LEACH协议进行研究和分析,指出LEACH协议在簇的区域分布和簇头负载不均衡等方面问题。文章通过节点剩余能量和与基站的距离对簇头选择、构造分簇以及非簇节点选择簇头进行改进。并利用MATLAB对改进后的算法进行仿真,表明改进后的算法有效地均衡节点能量消耗,并延长网络生存时间。     

无线传感器网络模糊逻辑分簇路由协议

在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中,LEACH协议通过概率模型来选举簇头,由于没有考虑到传感器节点的分布情况和能量剩余等信息,可能会使得部分节点过早死亡.针对这一问题,提出基于模糊逻辑的分簇路由协议（DFLCP）.在预选簇头阶段,根据节点剩余能量等信息利用模糊逻辑计算出节点的竞争半径,使得簇头分布相对均匀;在簇头选举阶段,通过模糊逻辑确定节点成为簇头的概率.仿真结果表明：DFLCP协议可有效控制簇头节点的分布密度和簇的半径,均衡网络负载,延长节点平均生存时间.     

无线传感器网络LEACH协议的改进与仿真

LEACH路由协议是无线传感器网络中经典的层次型拓扑组织算法。对LEACH协议进行研究和分析,指出LEACH协议在簇的区域分布和簇头负载不均衡等方面问题。文章通过节点剩余能量和与基站的距离对簇头选择、构造分簇以及非簇节点选择簇头进行改进。并利用MATLAB对改进后的算法进行仿真,表明改进后的算法有效地均衡节点能量消耗,并延长网络生存时间。