基于故障定位集的无线传感器网络故障检测

由于无线传感器网络(WSN)节点的位置分布广,网络出现故障后如何进行故障检测以实现功能的恢复显得尤其困难,因此,探索快速有效的网络故障检测方法对于大规模WSN的可靠应用很有必要;基于最小故障定位集,提出了一种新的故障定位和故障检测方法;该方法在WSN分布式结构模型基础上,将网络节点与节点间的连接关系以图的方式进行描述,利用最短路径分析方法,来对WSN中出现的故障进行定位和检测;应用分析表明,该算法可以快速有效实现WSN故障定位与检测.     

基于RSSI-SO算法的WSN定位研究

无线传感器网络是一种基于无线通信技术的分布式传感器网络,广泛应用于环境监测、智能家居、智能交通等领域。在WSN中,节点的位置信息对于实现很多应用非常重要。因此,WSN定位算法是WSN研究的重要内容之一。鉴于此,提出了一种基于RSSI与蛇优化算法的WSN定位研究,利用节点之间的信号强度和蛇优化算法来实现节点的定位,最后进行误差分析。在实验环境中进行了对比实验,结果表明,本文提出的方法相比于三边测量定位算法,具有更高的准确度。     

基于轨迹预测的双锚节点移动定位方法研究

在无线传感器网络定位(RTLS)解决方案中,利用信号强度或信号传输时间进行测距是主要方法之一.然而目前大量的研究都需要三个或多个锚节点来确定标签的位置,这类方法在大规模网络中将消耗大量的能量和成本.针对该问题提出一种基于轨迹预测的双锚节点移动定位方案.该方案利用超宽带(UWB)技术进行节点间测距,并结合LSTM轨迹预测模型,仅需要两个锚节点即可实现对目标标签的精确定位.同时还讨论了该方案在二维平面和三维空间中的定位效果,实验结果表明平均定位误差分别为5.24 cm和7.58 cm.     

传感器网络中一种基于迭代流形学习的节点定位算法

无线传感器网络(WSN)作为一种全新的信息处理平台,在各种应用领域有着广阔的应用前景,而网络自身定位技术是这些应用的基本支撑技术.首先,简要介绍了流形学习算法的基本概念和WSN节点自身定位模型,提出了一种基于流形学习算法的迭代MDS定位算法(IMDS).该算法中节点应用MDS技术从节点自身及其邻居节点的距离关系提取2维空间上的局部映射(map),并计算邻居节点在局部映射上的相对坐标,通过对局部映射的拼接可以获得网络的全局相对映射,再根据参考节点的坐标来对参考节点进行坐标匹配,从而通过平移,旋转以及镜像等几何方法来估计未知节点的绝对坐标.仿真试验表明,采用IMDS算法定位误差比dwMDS要降低大约15%,运算速度提高大约20%.     

基于粗糙集理论和贝叶斯决策的 WSN节点的故障诊断

提出了一种无线传感器网络(WSN)节点故障诊断的新方法,首先基于Rough Set理论的区分矩阵和区分函数得到故障诊断决策的属性简约;然后通过贝叶斯决策理论对WSN各个节点的功能模块进行故障定位以及维修决策.仿真实验表明,该方法在WSN节点故障诊断时通信代价小,能量消耗低,诊断正确率高,因而具有在能量有限的WSN节点中应用的可能性.     

一种新的无线传感器网络节点定位算法研究

提出一种新的节点分布式定位算法一移动锚节点极大似然算法(Mobile Anchor Point-Maximum Likelihood Estima-tion,MAP-MLE)用于节点定位.移动锚节点在定位区域内周期性发送信标点,未知节点接收信标点及其对应的声音信号能量,估算与信标点距离,滤波信标点,融合极大似然算法进行定位.仿真结果表明算法是有效的,其全分布计算定位方式适用于大规模的无线传感器网络节点定位.     

改进的无线传感器网络节点定位算法

为了减小无线传感器网络(WSN)节点定位中非视距传播误差产生的影响,提高节点定位精度,提出一种基于残差加权的牛顿迭代定位算法。先利用残差加权算法定位,得到未知节点的初步位置,再将该节点位置作为牛顿迭代定位算法的初始值进行迭代计算,最终得到更为精确的节点位置。仿真实验结果表明,该算法能有效地抑制非视距传播误差的影响,提高传感器网络节点定位的精度,且性能稳定。     

周界入侵检测中基于WSN的目标定位算法

在周界入侵检测中,DV-Distance定位算法得到的距离值误差较大。为此,对该算法进行改进,提出一种适用于带状无线传感器网络(WSN)的节点定位算法(IDV-Distance)。利用RSSI方法测得累计跳距,根据带状WSN的拓扑特性对其进行修正。采用极大似然法初步估算节点位置,并通过最速下降算法提高节点定位精度。实验结果表明,与经典DV-Distance算法及其2种改进算法相比,IDV-Distance算法的定位精度较高。     

基于WSN路由节点度模型的楼宇走廊定位算法

针对现有的无线传感器网络(WSN)定位方法应用于结构复杂的楼宇走廊时,存在定位精度较低的问题,提出一种基于WSN路由节点度模型的楼宇走廊定位算法.该算法在路由节点度模型的基础上,先采用基于支持向量回归(SVR)的方法,用少量锚节点定位普通路由节点,达到间接增加锚节点覆盖率的目的;然后采用基于中垂线分割的方法定位随机分布在区域内的未知节点和移动终端.仿真表明:与传统SVR定位算法和核岭回归定位算法相比,所提出的算法精度提高了定位精度,满足室内定位精度要求(1 m~3 m),且降低了对锚节点数量的需求,可运用于楼宇走廊WSN定位.     

基于蒙特卡洛方法的移动传感网节点定位优化算法

无线传感器网络正在被应用到各种各样的监测环境中,在这些应用场景中,传感器节点的位置信息大都是至关重要的.目前对传感器节点定位方面的研究大都只针对静态WSN的情况,对于移动WSN节点定位的研究仍然十分有限.该文提出了移动WSN中节点间互相优化定位的新思路,通过判断式筛选出定位精度高的节点,并协助其他节点进行定位条件的优化.所提出的算法TSBMCL通过更精确的裁剪待定位节点的蒙特卡洛盒,并增加节点的粒子滤波条件来实现节点的精确定位.大规模的仿真结果表明,该算法可精确的锁定节点位置区域,高效的采样得到节点的位置样本,相比于传统的移动WSN蒙特卡洛定位方法,大大提高了节点的定位精度.     

距离交会算法在无线传感网络节点定位中的应用

Knowing the locations of nodes in wireless sensor networks (WSN) is essential for many applications. Nodes in a WSN can have multiple capabilities and exploiting one or more of the capabilities can help to solve the localization problem. In this paper, we assume that each node in a WSN has the capability of distance measurement and present a location computation technique called linear intersection for node localization. We also propose an applied localization model using linear intersection and do some concerned experiments to estimate the location computation algorithm.     

DRFL 一种分布式的无线传感网的非测距定位算法

本文提出了一种分布式的非测距算法(DRFL), 该算法不需要测量节点间的距离,只需锚节点广播它们的信标信息,盲节点接收并存储监听到的信标信息,并根据这些信息估计自身节点位置. 与现有的非测距算法相比,DRFL算法的通信开销比较小,且其定位的性能与网络连接度(network connectivity)无关.在ANR=8,DOI=0,16个锚节点统一布置在仿真区域的情况下,DRFL算法的定位误差小于盲节点通信半径的8%,且消除了APIT算法中的"Undetermined Nodes"问题.     

一种改进的基于位置的攻击容忍WSN安全方案

基于身份的公钥体制(IBE)在无线传感网(WSN)中的安全应用越来越多,尤其是基于位置ID的攻击容忍安全方案研究已被广泛关注,但对WSN而言该方案主要面临两大问题:(1)基于双线性对的IBE计算耗费过大;(2)要求节点位置固定即不支持节点位置的移动。研究提出了一种面向WSN的轻量级IBE加密方案TinyCKE,利用ECC组合密钥实现基于ID的公钥加密机制,较基于双线性对的IBE更适用于计算资源受限的传感节点;基于TinyCKE设计改进了一种基于位置的攻击容忍安全方案,通过对节点位置范围标识及其ID私钥有效时间的统一管理,支持节点在允许范围内任意移动并支持基于ECC组合密钥的高效认证,且使恶意节点对私钥的攻击限定在一个更新周期内,具有对节点位置和私钥时间的攻击容忍性。     

一种新型的无线传感器网络三维定位算法

节点定位在无线传感器网络的应用中起着重要作用,一直备受学术界和工业界的关注.现有的大多数定位算法针对平面应用而设计,而现实应用中的无线传感器网络节点往往分布在三维空间中,研究三维空间定位更加符合实际节点的应用情况.针对目前三维空间定位算法的不足,提出了一种新型的无线传感器网络三维定位算法.该算法无需额外的硬件支持,根据未知节点通信范围内锚节点数目,建立空间向量模型进行定位;并且在估计未知节点坐标时,根据该未知节点通信范围的锚节点对其所在位置进行约束.仿真结果表明,该算法通信开销小,提高了节点定位覆盖率和定位精度.     

A dynamic password-based user authentication scheme for hierarchical wireless sensor networks

Most queries in wireless sensor network (WSN) applications are issued at the point of the base station or gateway node of the network. However, for critical applications of WSNs there is a great need to access the real-time data inside the WSN from the nodes, because the real-time data may no longer be accessed through the base station only. So, the real-time data can be given access directly to the external users (parties) those who are authorized to access data as and when they demand. The user authentication plays a vital role for this purpose. In this paper, we propose a new password-based user authentication scheme in hierarchical wireless sensor networks. Our proposed scheme achieves better security and efficiency as compared to those for other existing password-based approaches. In addition, our scheme has merit to change dynamically the user's password locally without the help of the base station or gateway node. Furthermore, our scheme supports dynamic nodes addition after the initial deployment of nodes in the existing sensor network.     

无线传感器网络中一种新的分布式定位方案研究

Node localization in wireless sensor networks (WSN) is treated as a functional dual of target tracking from a novel perspective in the paper. Different from the traditional tracking problem in WSN, using the static location-ware node to estimate the moving target, the mobile node is used to help unknown nodes to accurately discover their positions. A new node localization scheme virtual beacons-energy ratios localization (VB-ERL) and its refinements for the WSN are presented. In the scheme, the mobile node moves in the surveillant field based on the Gauss-Markov mobility model and periodically broadcasts the information packets. Each static unknown node receives the virtual beacons and energy in its sensing range, and estimates its location by finding the intersection of a set of hyper-spheres. Simulation results show the proposed scheme is efficient.     

基于模型检测的无线传感网安全协议形式化分析与改进

针对Zhang等人提出的一种基于位置的无线传感网络安全方案,开展基于模型检测的形式化分析与改进研究。首先采用模型检测工具SPIN对邻居节点认证协议进行分析和验证,发现节点移动后将导致邻居节点无法认证的问题;为了支持节点可移动,直接对协议给出一种改进方案,采用模型检测对改进后的协议重新建模分析,又发现存在中间人攻击的威胁;最后根据模型检测结果,进一步提出用时间戳替换随机数的改进方案,有效抵御了中间人攻击。本文的工作表明,模型检测不仅能实现对无线传感器网络安全协议的形式化分析与验证,还可有效协助完成安全协议的设计与改进。     

基于定位信息的无线传感器网络IPv6地址配置方案*

提出了一种利用传感器节点定位信息实现无线传感器网络IPv6地址配置的方案.此方案根据定位信息将无线传感器网络划分为多个簇,簇首节点采用无状态策略为簇内节点分配IPv6地址.分析了此方案与Strong DAD及MANETConf的重复地址检测开销、地址配置总开销及地址配置总延迟时间等性能参数,分析结果验证了此方案的性能优于Strong DAD及MANETConf.     

基于Voronoi图的无需测距的无线传感器网络节点定位算法

将Voronoi图应用于无线传感器网络定位问题中,提出了VBLS(Voronoi diagrams based localization scheme)定位算法.它首先对接收到的anchor节点的接收信号强度(RSSI)从大到小进行排序,然后利用UDG图依次计算每个anchor节点的Voronoi区域,最后将所有Voronoi区域交集的质心输出作为定位结果.通过仿真将VBLS和另外两种无需测距的定位算法(W-Centroid和Centroid)进行了比较.仿真结果表明,对于anchor节点随机摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid和W-Centroid分别降低了18%和13%;对于anchor节点均匀摆放的情况,VBLS的定位误差比Centroid降低了7%,比W-Centroid增加了2%.     

Dynamic path privacy protection framework for continuous query service over road networks

Many applications of location based services (LBSs), it is useful or even necessary to ensure that LBSs services determine their location. For continuous queries where users report their locations periodically, attackers can infer more about users’ privacy by analyzing the correlations of their query samples. The causes of path privacy problems, which emerge because the communication by different users in road network using location based services so, attacker can track continuous query information. LBSs, albeit useful and convenient, pose a serious threat to users’ path privacy as they are enticed to reveal their locations to LBS providers via their queries for location-based information. Traditional path privacy solutions designed in Euclidean space can be hardly applied to road network environment because of their ignorance of network topological properties. In this paper, we proposed a novel dynamic path privacy protection scheme for continuous query service in road networks. Our scheme also conceals DPP (Dynamic Path Privacy) users’ identities from adversaries; this is provided in initiator untraceability property of the scheme. We choose the different attack as our defending target because it is a particularly challenging attack that can be successfully launched without compromising any user or having access to any cryptographic keys. The security analysis shows that the model can effectively protect the user identity anonymous, location information and service content in LBSs. All simulation results confirm that our Dynamic Path Privacy scheme is not only more accurate than the related schemes, but also provide better locatable ratio where the highest it can be around 95 % of unknown nodes those can estimate their position. Furthermore, the scheme has good computation cost as well as communication and storage costs.Simulation results show that Dynamic Path Privacy has better performances compared to some related region based algorithms such as IAPIT scheme, half symmetric lens based localization algorithm (HSL) and sequential approximate maximum a posteriori (AMAP) estimator scheme.