无线传感器网络中的高效签名算法

无线传感器网络节点的计算、存储和通信能力都十分有限,通常被认为不适合使用公钥密码学技术。然而,近年来的许多研究成果表明,一些经过优化的公钥算法是可以为无线传感器网络提供更加有力的安全保障的。该文基于身份的密码系统进一步简化了传统公钥系统,根据无线传感器网络自身的特点,对现有的基于身份的签名算法的安全模型进行改进,并在此基础上提出了新的签名算法,同时也给出了安全证明。现有算法的存储需求与被签名信息长度成正比,而新算法存储需求为常量,因此更加适合在无线传感器网络中的使用。     

基于均衡策略的无线传感器网络协作模型

基于离散空间最优搜索理论中的基于博弈理论的协作策略模型,通过综合考虑无线传感器网络中节点转发数据所付出的代价和利益、节点能耗及相邻节点过去的行为,提出了一种自适应能耗均衡网络协作模型,并给出了相应的数学最优化模型及求解算法。优化的目标是均衡网络能耗和吞吐量,进而最大化网络寿命。模型通过能量因子和转发数据包数量来调节节点行为,使传感器网络的整体能耗趋向均衡。一个数值例子说明,该路由选择策略及求解算法是可行且有效的。     

无线传感器网络节点能耗状态转换模型研究

针对无线传感器网络节点的能量管理与优化问题,对无线传感器网络节点中主要的功率可管理部件工作状态进行分析,建立了MCU处理器、模数转换器和无线收发模块之间的状态转换关系模型。详细阐述了器件间的状态转换关系和条件,并给出了多种休眠模式间的转换时间阈值的估计方法。该模型反映了无线传感器网络节点实际工作状态的转换关系,为节点的动态能耗管理的优化设计提供了实际应用参考。     

无线传感器网络EMSR协议的安全性分析

针对目前无线传感器网络密钥管理方案存在的安全问题,给出了一种可证明安全的无线传感器网络的认证密钥建立方案(EMSR),使用公钥证书实现网络节点的双向认证,同时产生双方共享与相互控制的会话密钥,有效地防止了纯粹使用对称加密机制产生的认证问题。在CK安全模型下,对EMSR协议进行了安全性证明,并对几种基于公钥机制的密钥建立方案进行了性能分析。结果表明,EMSR方案具备CK安全模型下相应的安全属性以及支持资源受限的网络节点的优势,符合传感器网络的通信要求。     

智能生命信息无线传感器低功耗研究

介绍了无线智能生命信息传感器节点和网络的概念,从数据采集和计算、数据传输、硬件及软件方面对无线生命信息传感器节点和网络的节能进行了比较研究。     

无线传感器网络中覆盖性问题的研究

无线传感器网络由大量的具有低能量,短寿命并且不可靠的传感器节点组成,因此在设计无线传感器网络时一个主要的目标在于保证足够的覆盖率以及能量可靠性的前提下可以延长网络的寿命。本文介绍了几种减少能量消耗以延长网络寿命的节点调度方法,并比较了各种方法的优缺点,指出其应用环境和需要进一步研究的工作。最后在这几种算法的基础上提出了一种新的算法。     

一种基于WSN的协议改进算法分析

针对无线传感器网络(WSN)路由协议LEACH 算法中簇首分配不均以及簇首与Sink节点直接通信的问题,提出一种新的无线传感器网络LEACH路由算法.该算法通过节点能量分簇,并在簇首的数据发送过程中引入了改进的多跳路由算法.仿真结果表明,改进后的算法在网络生存时间和节省能量上比LEACH 算法有了很大提高.     

梯度相关的无线传感器网络成簇路由协议

分析了梯度和成簇无线传感器网络路由协议,确定了协议中存在的缺陷,设计了一种基于梯度的高效节能成簇路由协议(GBCRP)。采用基于跳数的梯度建立、能量相关的成簇算法、关键节点转发和功率自适应的簇头路由等技术,解决了无线传感器网络的节点能耗和路由失败而导致的数据传输可靠性问题。仿真实验表明,该协议有效地延长了网络的生命周期。针对不同密度的传感器节点,网络生命周期具有很好的稳定性,同时该协议也具有较好的可靠性保障。     

WSN聚合数据率约束最大生命期路由

无线传感器网络通常由能量受限的传感器节点以及一个数据中心构成,采用数据聚合消除数据中的冗余信息。针对目前还没有对网络生命期与聚合数据率之间约束关系的研究,提出了适用于数据聚合无线传感器的网络流模型,并通过定义聚合数据率松弛系数,将网络最大生命期与最小聚合数据率路由结合起来,并设计了一组线性规划问题消除路由中的环路。通过大量仿真实验,给出了不同场景下路由算法的性能,分析了网络生命期与聚合数据率之间的约束关系。     

粗糙集-神经网络集成的WSN节点故障诊断

提出一种粗糙集?神经网络集成的无线传感器网络(WSN)节点故障诊断新方法。根据无线传感器网络的应用环境和故障特征得到诊断决策表,利用改进的粗糙集中的归纳属性约简算法对诊断决策表进行属性约简,用Hamming网络建立一套故障分类的方法。仿真实验结果显示,该诊断算法在进行WSN节点故障诊断时,诊断准确性高,通信代价小,能耗低,鲁棒性高。     

基于无线传感器网络的心电信号监测系统

健康监测是无线传感器网络的一个重要的应用方向。本文给出了基于无线传感器网络的心电信号采集系统设计。该系统利用INA118仪表放大器对心电进行放大;采用Jennic公司的JN5139芯片设计微型无线传感节点,网络采用Zigbee协议。系统具有体积小、功耗低,成本低的特点。对人体进行的实测结果表明,系统能够实现实时心电监测。     

无线传感器网络下的并行粒子滤波目标跟踪算法

针对无线传感器网络环境下目标跟踪问题,提出一种基于分布式并行粒子滤波的目标跟踪方法。在建立了网络动态分簇模型和目标运动模型的基础上,将并行粒子滤波算法应用于动态目标进行跟踪。算法通过多个感知节点并行的运行局部粒子滤波器,得到每个节点对目标状态的估计,动态成簇的簇头节点对簇内每个节点的信息进行融合,形成动态目标的状态估计,提高了目标跟踪的精度。同时通过动态簇头之间的目标状态信息的交换,实现了运动目标的动态连续跟踪。仿真结果表明,算法实现了运动目标协作跟踪,与集中式结构目标跟踪相比,跟踪精度提高了30%。     

无线传感器网络节点的硬件设计

IEEE802.15.4是目前国际上无线传感器网络新的通信协议,而无线传感器网络节点的核心必须是微处理器和通信协议兼容.在介绍了设计要求和功能模块的基础上,论述了网络节点的硬件设计思路和设计方法,基于JN5121无线传感器网络的硬件组成,包括微处理器的结构、性能特点、外围电路及硬件平台的设计.介绍了JN5121的软件开发环境、射频部分的组成、连接及控制、以及开发的实物产品.无线传感器网络节点硬件的应用不仅满足了设计要求,而且具有低功耗的特点.     

LAD准则下的无线传感器网络节点定位方法

多维标度算法广泛应用于无线传感器网络的节点定位。经典的MDS算法通过构造距离平方矩阵(非相似性矩阵)和进行双质心变换,在相似性空间中根据最小二乘准则进行求解。若测量噪声为高斯白噪声,经过变换后,相似性矩阵中元素的误差不再服从高斯分布,基于LS的估计不再是最优的。针对这一问题,用最小绝对值偏差准则改进MDS算法代价函数,对无线传感器网络节点定位进行研究。仿真结果表明,该方法具有良好的稳健性,比经典MDS算法具有更好的定位性能。     

无线传感器网络功率控制的质心定位算法

在无线传感器网络的诸多应用中,迫切需要对事件发生区域或者数据来源进行定位,特别是在无锚节点的情况下。为此该文提出一种基于功率控制的质心定位算法(CLAPC),采用离散功率控制的方式对目标区域进行虚拟网格划分,从而确定包含未知节点的最小区域,在提升系统能效的同时,提高了节点的定位精度。算法无需部署锚节点,具有较高的实用性,仿真实验也进一步验证了算法的有效性。     

一种改进的无线传感器网络随机密钥预分配算法

在分析现有无线传感器网络随机预分配密钥算法的基础上,通过同时引入q合成技术、多路增强技术与单向密钥序列技术,提出了增强的随机预分配密钥算法H-RKP,并以节点俘获攻击为例对其安全性进行了分析,证明该算法可以进一步提高现有随机预分配密钥算法的安全性．     

WSN中利用广义学习自动机和休眠机制的部分覆盖方法

为了解决无线传感器网络(WSN)部分覆盖中的能耗问题,提出一种基于广义学习自动机(GLA)和休眠机制的部分覆盖方法。首先,将WSN网络构建成一个连通图模型。然后,通过GLA算法从中选择一定数量的节点构成主干网络。最后,检查主干网络是否满足部分覆盖要求,并根据各节点的覆盖性能来选择合适的休眠节点进行激活,从而以最少数量的节点来满足覆盖要求,并保持节点之间的连通性。仿真结果表明:该方法能选择传感器节点来满足覆盖条件,减少了工作节点数量,提升了WSN的寿命。     

评价离散度敏感的P2P交易系统信任模型

提出了一种评价离散度敏感的P2P电子交易系统信任模型,该模型引入了基于推荐节点数量和推荐信息离散程度的全局声誉信度概念,以及直接声誉的相对信度概念,并给出了基于信度的信任度计算方法。通过仿真实验和分析,验证了该信任模型的有效性和抗恶意节点能力。与EigenRep进行比较,表明该文模型在抗恶意节点攻击能力上有了显著提高。     

无线传感器节点均匀性估计算法及其应用

无线传感器网络中锚节点的分布情况是一个重要指标,在很大程度上影响未知节点定位的精度,但目前对均匀性的分析却很少。通过比较邻居节点的接收信号强度(RSS)确定未知节点移动后远离和靠近的锚节点个数,以此研究未知节点周围锚节点的分布情况。提出了一种对锚节点均匀性进行定量估计的算法,给出了均匀性评价指标——归一化均匀性偏差的概念及公式。将该算法应用到节点定位过程中,提出混合定位算法。仿真结果表明,基于均匀性估计的混合定位算法能提高原有算法的定位精度。     

无线传感器网络数据采集系统研究

研究基于无线传感器网络(WSN)的数据采集系统。设计了一种新的传感数据采集系统的组网方式以及对应的传感数据采集算法。在论述了无线传感器网络数据采集系统的系统结构和所采用的网络协议后,给出了无线传感器网络数据采集系统的数据汇聚算法,该算法分为初始化及自检和数据采集两个阶段。对基于系统所采用的网络协议,进行仿真,得到了影响系统性能和服务质量保障的一些重要系统测量参数,证明了该传感数据采集系统的组网方式以及对应的传感数据采集算法的有效性。