無線傳感器網絡路由協(xié)議及密鑰分配與管理技術的研究.pdf

1、無線傳感器網絡無論是在國家安全,還是國民經濟諸方面均有著廣泛的應用前景。未來,微型、高可靠、多功能、集成化的傳感器,微型、大容量的能源,高效、高可靠的網絡協(xié)議和操作系統(tǒng),面向應用、低計算量的模式識別和數(shù)據融合算法,低功耗、自適應的網絡結構,及在現(xiàn)實環(huán)境中的各種應用模式,會使傳感器網絡最終成為現(xiàn)實和數(shù)字世界的接口,深入人們生活的各方面,像互聯(lián)網一樣改變人們的生活方式。但在目前的科技水平下,生產低成本、低功耗、體積小的傳感器節(jié)點,都不可避免

2、的具有能量少(不可更換的電池供電),計算及存儲能力有限,僅支持短距離無線通信的特點。如何高效使用能量,最大化網絡生存期是傳感器網絡面臨的首要挑戰(zhàn)。 目前Multi-Sink無線傳感器網絡逐漸成為傳感器網絡領域的研究熱點。由于現(xiàn)有的路由協(xié)議多是針對單sink節(jié)點的傳感器網絡提出的,并不適宜于Multi-Sink網絡,因此,本文從如何設計高效,高可靠且適宜于Multi-Sink網絡的路由協(xié)議的問題入手,嘗試著設計了一種用于Multi

3、-Sink無線傳感器網絡的基于標記的路由協(xié)議(MS-TBRP)。該協(xié)議的核心思想是根據多個sink節(jié)點的分布位置,對網絡中所有節(jié)點按照距離sink節(jié)點的跳數(shù)進行標記,形成分層的網絡拓撲,使用該協(xié)議能夠為成千上萬的傳感器節(jié)點建立起到sink節(jié)點的能量高效的路由。為滿足應用的可靠性和多樣性需求,針對MS-TBRP協(xié)議本文提出了一些有益的改進措施,另外還提出了一種與MS-TBRP搭配使用的能量高效的MAC協(xié)議,并利用MS-TBRP的層次劃分對

4、無線傳感器網絡支撐技術作了改進。 有些應用對于無線傳感器網絡所采集數(shù)據傳輸?shù)陌踩泻芨叩囊?考慮到傳感器網絡的無線通信環(huán)境,缺少基礎設施支持,以及節(jié)點在能量,計算及存儲能力方面有限的特點,本文提出了一種用于分布式無線傳感器網絡的成對密鑰分配與管理方法。它具有能量高效,節(jié)省節(jié)點存儲空間等特點,算法本身也很簡單。此外,可以根據需要加入新節(jié)點,撤銷網絡中不安全的節(jié)點,或是更新節(jié)點的密鑰以增強網絡的安全性,仿真結果證明了該方法具有很好