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南京邮电大学硕士学位论文无线传感器网络中安全路由研究姓名：盛慧申请学位级别：硕士专业：通信与信息工程指导教师：张力军20090401无线传感器网络中安全路由研究作者：盛慧学位授予单位：南京邮电大学相似文献(10条)1.学位论文谢世浩基于流体力学模型的传感器网络路由技术研究2009无线传感器网络路由协议是传感器网络研究的核心问题之一，它反映了无线传感器网络的数据发送方式。一个好的路由协议可以迅速的感知路由，并准确的将数据包发送到目的节点。传感器网络和传统网络的路由协议有着较大的区别，传感器节点由电池供电，分布的环境比较恶劣，不容易更换电池。因此传感器网络路由协议的设计要充分考虑到节点的能耗问题，具体到整个网络就是负载均衡问题。在流体力学的理论中提到了流场的原理，流场中的控制体伴随着流线在流场中流动，这和传感器网络的数据包流动的方式比较吻合，可以通过流体力学的理论来分析传感器网络。本文受流体动力学的启发，设计了一种基于流体力学模型的传感器网络路由协议。根据流体模型的物理规则，本文将传感器网络中的数据包看成是一个个移动的微元，数据包流动的路径看成是流场中的流线，这样传感器网络中的每一个传感器节点就可以有一个数据流动方向，整个网络的负载流动场即可以由一个偏微分方程和一个边界条件来描述。基于传感器网络中各个节点的负载流动方向，传感器节点即有了数据发送的方向，通过源节点在不同的方向发送数据包，建立多条路径，这样就均衡了网络的负载。通过仿真实验证明，应用流体力学模型的传感器网络路由协议使得整个传感器网络的负载更加均衡，继而提高了整个网络的吞吐量。2.学位论文张耿鸡舍温度传感器网络数据融合算法研究2009无线传感器网络是由许多具有低功率无线收发装置的传感器节点组成，它们从不同环境区域监测收集周边环境信息并传送到基站进行处理。自传感器网络研究以来，传感器节点的能源受限问题备受关注，数据融合算法也应运而生，然而基于鸡舍特定的应用背景，对温度采样精度的特殊要求决定了数据融合算法不能简单的应用。br 本文在充分分析目前无线传感器网络技术发展的基础上讨论了其在鸡舍中的应用以及当前传感器网络数据管理面临的挑战，研究了无线传感器网络鸡舍数据管理的特点以及现有的数据融合算法研究进展，本文尝试性将数据融合三大算法进行建模应用于鸡舍传感器网络，以求更准确的反映鸡舍网络的温度数据信息以指导科学决策。3.学位论文陈雷传感器网络中分布式数据挖掘技术研究2008无线传感器网络是将传感器技术、通讯技术和计算机技术结合在一起，具有信息采集、传输和处理的能力。随着传感器网络技术的逐步发展，它的应用越来越广泛。为了处理无线传感器网络的中的海量信息，需要借助于数据挖掘技术。本文针对无线传感器网络的特点，在无线传感器网络中分布式数据挖掘技术的应用进行了探讨。本研究整理归纳了前人使用数据挖掘技术进行无线传感器网络的入侵检测和分布式数据挖掘技术的研究成果，提出了两种新的分布式入侵检测算法，提出了一种无线传感器网络中能量有效的数据查询方法。在前人的工作的基础上，本文主要进行了了以下三个方面工作：①传统的FCM算法在无监督入侵检测方面有一定效果，但FCM算法还是存在一些待解决的问题。如分类数需要事先给出，但当人们对待聚类对象缺少先验知识时，无法给出合适参数。本文提出了先使用蚁群算法进行聚类，得到初始聚类点后，再使用FCM聚类，性能得到了提高。②传统的入侵检测算法只能处理连续数据，或将离散数据转换成连续数据再处理；不能处理动态数据或流数据，而且不适合在无线传感器网络应用。基于这些考虑本文提出了一种通用的针对上述问题的入侵检测算法。③在研究了以往的无线传感器网络的数据查询方法的基础上，提出使用基于能量优先原则的传感器聚簇算法，使用核函数拟合簇内数据，既能在一定的精度上查询数据又能达到延长传感器网络寿命的目的。4.学位论文汪佳丽基于网络编码的传感器网络概率路由协议分析研究2009传统的路由协议中，路由节点只对数据包寻径转发，网络编码允许节点对数据进行编码操作，然后寻径转发，具有提高网络吞吐量、节省带宽资源、平衡链路负载等优点。由于传感器网络具有对等和节点资源受限的特性，传统路由协议不适用于该网络。概率路由因其具有可选择的信息转发、很强的容错性以及无需了解全部网络拓扑信息等特点，非常适用于无线传感器网络。本文用网络编码技术分析概率路由协议，对基于复制的概率路由协议和基于网络编码的概率路由协议进行了定量分析，并在概率路由协议的基础上，结合网络编码技术，同时参照扩散和等待路由协议中数据包直接传输和网络中数据包拥有单一拷贝的思想，以保持网络编码优势的同时又能减少网络的冗余度为目标，提出一种基于网络编码的扩展概率路由协议(EXPR-NC)，该协议中所有路由节点直接传输数据包，不拷贝数据包进行转发，并且为每个节点建立一个已转发过信息的邻居节点列表。本研究为每一种协议建立了一种数学模型，建立传输延迟、可靠度和冗余度三个指标。分析结果表明，网络编码可以减少传输延迟，提高网络可靠度，尤其在缓存和带宽受限的情况下，网络编码在减少传输延迟方面有着绝对的优势，说明在概率路由中使用网络编码来减少系统开销是可行的，但同时带来了一定的冗余度。分析结果表明，本文提出的EXPR-NC协议在保证网络编码技术的优势的同时，大大减少了网络的冗余度，因此提升了概率路由协议的总体性能，并通过仿真实验证明了分析结果。5.期刊论文黄进宏.左菲.曾明一种基于能量优化的无线传感网络自适应组织结构和协议-电讯技术2002,42(6)本文提出了一种新的无线微传感器网络协议和组织结构ALEP.与传统的无线微传感器网络协议相比,ALEP更加充分地考虑到实际应用,将一种高效能量控制算法引入组网协议,提高了网络的能量利用率,显著延长了无线网络的生命周期,增强了网络的健壮性.通过对ALEP协议进行OPNET仿真,结果显示该协议与传统模式的无线微传感器网络协议相比,在传送相同的数据量的条件下有更高效的能量特性和信息传输特性.6.学位论文黄飞基于网络编码的传感器网络能量分析技术研究2009传统的无线传感器网络中，中间节点只对数据包进行转发，而结合了网络编码后，中间节点会对收到的数据包先进行编码后再进行转发。结合了网络编码的传感器网络对数据包的传输成功率有明显的提升，同时再以最优节点间距理论对节点进行配置，能够有效地均衡模型中节点消耗的能量，从而提高网络的寿命。本研究把对节点的最优节点间距配置方案应用于基于网络编码的多径路由传输模型，通过与该传输模型在节点等距离条件下的情况进行比较，同时对多路径模型下，对等距离条件下与最优节点间距条件下的性能进行比较。分析了在这几种情况下，数据包的成功交付率以及节点的能量消耗这两个性能指标，分析结果表明在最优节点间距的方案下，基于网络编码的多径路由模型能更有效的保障数据的传输成功率。首先根据对单路径模型下节点最优配置的分析方法，提出多路径模型下的节点最优配置方案，同时将它们与节点等距离条件下的性能进行比较。其次根据随机线性的网络编码技术，对应用了该技术的网络模型进行了深入的分析，通过与多路径传输模型的比较说明基于网络编码的多径路由模型在数据的传输成功率上要高效于多路径传输模型，同时将最优节点间距的配置方案引用到其中，与等距离方案进行性能比较。通过理论分析和仿真实验证明，使用了网络编码技术的多径传输模型能够更好的保证数据的传输可靠度，同时最优节点间距的配置方案的提出，均衡了模型中节点的能量消耗，延长了网络的寿命。7.学位论文邓玮无线传感器网络中的病毒传播研究2009无线传感器网络是由集成了传感、计算、无线通信能力的传感器节点形成的无线自组织网络。这种网络的自适应性、易部署性和低成本等特点，使得它在环境监测、医疗卫生、智能家居、军事等领域有着广泛的应用前景。随着无线传感器网络的广泛应用，网络中的安全问题成为一个重要研究课题。目前对无线传感器网络安全问题的研究，大都集中在设计或建立网络安全机制以抵抗外部攻击，如进行密钥管理、实现加密算法等，而很少去探讨网络被攻击后，节点感染了病毒，病毒在网络中的传播行为。随着复杂网络传播动力学研究的深入，人们开始意识到病毒传播的危害性。因此，研究无线传感器网络中的病毒传播，具有重要意义。目前对无线传感器网络中病毒传播的研究，都局限于静态传感器网络，而静态传感器网络并不能够很好地反映传感器网络的动态性特点，本文对动态无线传感器网络中的病毒传播模型进行分析和研究。br 本文介绍了无线传感器网络安全研究的概况、无线传感器网络的特点和拓扑结构，对网络传播模型进行分析。考虑无线传感器网络拓扑变化的多种因素，如：新节点的加入、失效节点的退出等，通过平均场与连续方法，对动态网络进行建模和理论分析，得到网络的节点连接度变化和度分布情况，分析和研究了动态传感器网络中的传播临界值。结果表明，经过一段时间后，动态网络的平均连接度会达到稳态，且网络的度分布几乎不变，网络的传播临界值与平均连接度相关，相同平均连接度下，动态网络中的病毒传播比静态网络更为缓慢。8.学位论文麦博奇无线传感器网络的应用测试平台2009无线传感器网络是由分布于一定的监控区域内，用于监测特定环境信息的无线传感器网络节点组成的。作为通信，自动化以及计算机领域的一门新技术，无线传感器网络己经在军事国防、城市管理、环境检测、危险区域的远程控制等领域得到了广泛的研究与应用。本文对无线传感器网络的应用测试平台进行了研究。主要内容如下：⑴回顾了无线传感器网络的国内外发展现状，对建立基于ARM嵌入式系统的无线传感器网络测试平台进行了探索和研究。⑵介绍了测试平台采用的主要硬件，包括ARM7微处理器、CC2420无线收发模块及GPS模块，对各个模块的性能参数和标准配置作了系统性的阐述，并说明了模块间的接口。⑶介绍了网络节点软件实现。软件编程的主要任务是实现节点间通信、GPS定位和网络与远程数据中心的通信。选择了Zigbee标准作为通信协议。利用μC-OSII实时操作系统实现了多任务调度。⑷对运行于PC机上的网络监控软件的设计与实现进行了介绍，主要讨论了监控软件对来自节点的数据进行解析并且根据提取到的信息进行绘图的过程，并利用该软件给出了传感器网络的户外测试结果。9.学位论文吉云基于分簇的无线传感器网络簇头选择优化算法研究2009无线传感器网络是能量受限的网络，如何有效的延长网络生命周期是当今重点研究领域。由于数据的收发是网络能量消耗的主要部分，所以对传感器网络路由协议的研究就很有意义。本研究主要内容如下：⑴介绍了无线传感器网络的概念及特点，从网络拓扑的角度，分别阐述了当前典型的平面路由协议及分簇路由协议，并分析了这些算法的特点。⑵对无线传感器网络的经典分簇路由协议LEACH协议进行了研究和仿真，在此基础上针对LEACH协议在簇头选举过程中簇头数量及分布不均匀，未考虑能量因素等不足，提出了两种改进算法——基于地理位置划分的无线传感器网络分簇算法及基于PSO的无线传感器网络分簇算法。⑶基于地理位置划分的分簇算法对节点的分布区域进行了划分，通过划分使各个区域内的节点数量大致相同，从而均衡了网络负载；同时用一个考虑节点剩余能量和簇内通信代价的适应值函数来选择簇头，使得选到的簇头节点能量较大且在区域中的位置较优。仿真结果表明，该算法能有效地均衡网络能耗，延长网络的生存时间。⑷基于PSO的分簇算法利用微粒群算法PSO来优化分簇的过程。在簇头选取的时候综合考虑节点剩余能量、簇内通信代价和负载均衡度三个因素，通过不断的进化迭代选取适应值最优的节点来充当网络中的簇头。仿真结果表明，该算法的网络负载均衡，节点的能量消耗平稳、网络寿命得到了很大延伸。10.学位论文张治中基于微粒群算法的无线传感器网络自组织成簇算法2009随着无线电通信、微型传感器、人工智能以及嵌入式计算等技术的进步，无线传感器网络技术得到了迅速发展。目前，无线传感器网络在社会生活中应用广泛，包括国家安全、环境监测、交通管理、军事侦察以及农业等诸多领域。在传感器网络中，传感器节点具有体积小，高密度分布，