基于层级的水下传感器网络自适应地理路由协议

针对水下传感器网络(UWSN)需要专门的路由协议满足适应性、鲁棒性、高能效和能量均衡等要求, 提出了基于层级的UWSN自适应地理路由协议LB-AGR, 不同流量采用不同路由决策, 根据节点层级、剩余能量、节点密度和位置信息, 为候选下一跳节点计算复合转发因子, 从而确定最佳路由, 并将上行流量单播传送, 减少了碰撞和能耗。仿真表明, LB-AGR在降低能耗、缩短端到端延时的同时, 延长了网络生存期。     

压缩感知和LEACH结合的水下传感器网络信息采集方案

由于水下传感器网络特殊的工作环境,节点能耗是其至关重要的问题。针对这一问题,本文提出一种LEACH和压缩感知相结合的水下传感器网络信息采集方案(CS_LEACH)。根据LEACH协议对网络节点分簇后,簇内节点可以以概率q决定是否参与感知数据,簇内感知到的数据加权叠加后,由簇头传输至Sink节点。在Sink节点,利用压缩感知重构算法进行信息重构,从而得到监测区域的信息图谱。理论分析和仿真结果表明,与传统的LEACH协议相比,CS_LEACH方案在保证重构精度的前提下,大大节约了节点能量,延长了网络生存周期。     

密集节点区域的自组织网络路由算法研究

提出一种适用于密集节点区域的自组织网络路由算法——分群归簇DSR路由协议,该算法是针对密集节点区域DSR算法的优化,着重阐述该算法新节点路由查询机制、基于优先级的对数函数退避算法。在分析了现行自组织网络路由算法以及密集节点区域特点之后,改进了DSR路由协议,很好地解决了DSR路由协议在密集节点区域的洪泛等问题。通过CC1110软件设计测试了路由协议的可行性。     

基于NS3的水下LEER协议优化与分析

水下无线传感器网络作为无线传感器网络在水下的应用扩展,成为当今研究的热点。在水下通信中能量补给困难、能量均衡性差、网络生存周期短的问题依然没有得到解决。为了提高水下无线传感器网络数据交付率,延长网络生存期,设计一种适用于水下拓扑动态变化、能量均衡性高的路由协议极为重要。基于层级节能的路由（LEER）协议有效解决了路由空旷问题。优化后的LEER协议采用多sink的拓扑,从单跳延迟、剩余能量、节点密度以及水下节点发生移动层级随之更新的角度,提出基于NS3的水下LEER协议能量均衡优化策略。仿真结果表明,优化后的LEER协议在能量均衡性、数据交付率和适应动态拓扑等方面均优于LEER协议。     

一种改进的簇头成链路由协议

针对LEACH路由协议和PEGASIS路由协议的局限性,提出一种改进的簇头成链路由协议。将网络内所有传感器节点以区域为单位集合成簇,由Sink节点向下遍历区域内全部节点形成多条簇头链,通过计算数据丢包率得到能串联整个网络的簇头链。仿真结果表 明,该路由协议具有较好的数据传输可靠性和实时性。     

基于LEACH路由协议的WSN节能优化研究

能量消耗一直是无线传感器网络软硬件设计中的核心问题.本文通过对LEACH路由协议进行分析研究,对其在簇首节点数量大会消耗很多能量,簇首节点与Sink节点直接通信带来能量消耗大以及在以“轮”为周期的簇首节点的重新选取会对网络中各个节点的能量产生一定的消耗等方面存在不足的问题进行了LEACH协议的改进.仿真实验结果表明,改进后的协议能有效地延长网络生存时间、降低网络能耗和提高基站接收的数据量.     

基于多Sink节点的煤矿巷道无线传感器网络路由协议

针对传统的单Sink节点无线传感器网络应用于煤矿安全监控系统中时,远离巷道口的传感器节点无法及时、准确地将巷道深处的监测数据传输到巷道口Sink节点的问题,提出一种适用于长带状结构煤矿巷道的基于多Sink节点的无线传感器网络路由协议。该协议引入多Sink节点的无线传感器网络结构和非均匀成簇的思想,采用基于多Sink节点的功率控制算法和非均匀成簇算法,对各个Sink节点的最优通信半径、发射功率、簇首的选择和非均匀竞争半径的计算进行优化。仿真结果表明,该路由协议在连通度、延时和网络生存期上具有优势,可有效降低无线传感器网络整体能耗,延长网络生存期。     

WSN中SPIN路由协议的改进

无线传感器网络在实时应用中存在节点能量有限、数据传播延时大等问题。为此,提出一种改进的SPIN路由协议。通过比较最小跳数的数目控制数据的传播方向,选择一条到达Sink节点实时性能最优的路径。仿真结果显示,改进协议可以减少传输过程中数据包的数量,降低网络能耗,延长网络生命周期。     

移动家乡代理接入死锁的解决方法

针对网络移动由于家乡代理位于移动网络或本身就是移动路由器而可能出现的接入死锁问题,提出基于接入路由器树状模型和基于树根节点配置移动路由器转交地址的死锁解决方案。分析结果表明,该方案在保障移动网络节点和Internet上任意节点会话连续性的同时,实现了浮动嵌套移动网络节点之间的相互可访问性,而且通信延时、数据包包头损耗率以及网络切换延时与网络移动基本支持协议和返回路由头路由优化方案相比大大减小,嵌套层次越深,端到端通信节省的时间和空间开销越大。     

移动传感器网络中一种基于接收者的跨层传输协议

移动传感器网络中节点的移动引起网络拓扑动态变化,数据源节点到Sink节点之间往往不存在稳定的通信路径,从而对数据传输协议提出了更高的要求.基于接收者的路由不需要建立数据源节点到Sink节点的全局路由,而是由发送节点的邻居节点根据自身的位置信息按一定规则参与转发权的竞争,动态地生成下一跳的转发路径,因此能够应用于移动传感器网络.针对移动传感器网络的特性以及现有相关协议存在的缺陷,提出了一种基于接收者的跨层传输协议.该协议优化了转发优先度计算方法,设计了一种自适应的转发申请信息发送机制,采用双信道通信模式解决了转发权竞争过程中的数据碰撞和多播抑制问题,并提出了一种简单高效的路由空洞逾越机制.仿真实验表明,该协议在通信开销、传输时延以及可靠性等方面具有较好的性能.     

委托股权证明共识机制的改进研究

针对委托股权证明（Delegated Proof of Stake,DPoS）共识机制系统中节点活跃度不高、错误节点剔除不及时、记账收益分配不合理等问题,提出了一种改进方案。改进方案主要改进了DPoS的计票机制和激励机制。改进的计票机制将节点的更多信息纳入了计票范围,使得选票能够更全面地反映节点的信用情况。根据节点的投票记录,动态调整节点选票的权重加快错误节点的剔除。对于激励机制的改进分为投票激励和记账激励两个部分,投票激励针对所有参与共识的节点给予相应的激励,激励系统中的节点积极参与投票。记账激励是根据博弈论中的权利指数来对收益进行二次分配,使得分配机制更为合理,有利于降低了系统的中心化趋势。通过实验验证了改进方案的有效性。     

WSNs中规避攻击者的源位置隐私保护路由协议

为了保证无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）中的源节点位置隐私安全，同时实现安全性能和网络能耗的均衡，提出了WSNs中规避攻击者的源节点位置隐私路由协议，该协议假设节点具有检测攻击者的能力，通过发出危险警告消息使路由路径上的节点采取路由改变策略，使攻击者无法回溯到源节点，延长了源节点保持位置隐私的安全时间。理论分析和仿真实验表明，该协议在消耗较少的通信开销的情况下保证了源节点位置的高度隐私。     

基于Sun SPOT平台的无线传感器网络多跳路由协议设计

多跳路由协议是无线传感器网络中的关键技术之一,针对传统多跳传输协议在无线传感器网络的实际应用中存在部署过程过于复杂等问题,设计了一种灵活实用的基于Sink节点控制的无线传感器网络多跳传输协议(Sink Controlling Multi-hop Protocol,SCMP)。Sink节点通过发送命令信息实现对传感器节点的控制,并收集各个节点的路由信息从而获得全局路由,然后对传感器节点的数据传输进行进一步控制。在Sun SPOT平台上对SCMP进行了部署实验,结果表明,基于Sink节点控制的多跳传输协议更加方便灵活,在实际的无线传感器网络应用中具有一定的有效性和可行性。     

能量均衡的无线传感器网络节点非均匀分布路由协议

针对现有无线传感器网络(WSN)分簇路由协议因节点分布不均匀而造成能量不均衡、“热区”能量空洞问题,提出一种能量均衡的节点非均匀分布路由协议。该协议以节点“度”、 节点到Sink节点的距离及节点平均剩余能量与节点本身剩余能量的比值作为竞选主(副)簇头的参数,并且各簇之间通过路由树与Sink节点通信。仿真结果表明,本协议可降减少于“热区”内或节点密度高的簇的簇头轮换次数,推迟出现第一个死亡节点的时间,使网络负载更加均衡,延长了网络的生命周期。     

Sink节点移动的无线传感网生存时间优化算法

为提高网络最大生存时间,提出Sink节点移动的无线传感网生存时间优化算法(LOAMSN)。该算法分析Sink节点移动时的流量平衡约束、最大传输速率约束、节点能耗约束等约束条件,将生存时间优化问题转化成优化模型。提出Sink节点的移动方法,即Sink节点利用节点的度值构建其移动路径,按照此路径循环移动收集数据。将Sink节点的移动认为是离散运动,Sink节点移动的生存时间优化模型分解成若干个Sink节点静止的生存时间优化模型,采用牛顿法求解每个Sink节点静止的优化模型,获得网络最大生存时间和节点发送数据量的最优值。仿真结果表明:LOAMSN算法能减少Sink节点停留位置上的节点能耗,平衡网络负载和节点能耗,提高网络最大生存时间。在一定条件下,LOAMSN算法比Sink节点静止时更优。     

Hybrid Authentication Using Node Trustworthy to Detect Vulnerable Nodes

An ad-hoc sensor network (ASN) is a group of sensing nodes that transmit data over a wireless link to a target node, direct or indirect, through a series of nodes. ASN becomes a high-risk group for several security exploits due to the sensor node’s limited resources. Internal threats are more challenging to protect against than external attacks. The nodes are grouped, and calculate each node’s trust level. The trust level is the result of combining internal and external trust degrees. Cluster heads (CH) are chosen based on the anticipated trust levels. The communications are then digitally signed by the source, encoded using a key pair given by a trustworthy CH, decoded by the recipient, and supervised by verifications. It authenticates the technique by identifying the presence of both the transmitter and the recipient. Our approach looks for a trustworthy neighboring node that meets the trust threshold condition to authenticate the key produced. The companion node reaffirms the node’s reliability by getting the public-key certification. The seeking sensor node and the certification issuer node must have a close and trusting relationship. The results of the proposed hybrid authentication using a node trustworthy (HANT) system are modeled and tested, and the suggested approach outperforms conventional trust-based approaches in throughput, latency, lifetime, and vulnerability methods.     

矿用起重机能耗感知系统Sink节点设计

针对采用有线传输方式难以实时监测起重机能耗的问题,提出了一种基于无线传感器网络的矿用起重机能耗感知系统Sink节点软硬件设计方案。该节点采用CC2530无线射频芯片实现起重机工作参数的采集和无线收发,采用ENC28J60以太网控制器将接收到的采样数据转换成以太网数据包,上传给后台监控中心;在分析uIP协议栈的数据通信流程与特点的基础上,详细阐述了uIP协议栈在CC2530芯片上的移植,以及Sink节点功能函数的编写。测试结果验证了该设计方案能够准确地实现TCP数据包的传输,满足矿用起重机能耗感知系统数据传输需求。     

一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议

提出了一种新的支持移动Sink的多媒体传感器网络路由协议,该协议利用锚节点作为转发节点与移动Sink进行通信,避免多媒体传感器节点与Sink直接进行远距离通信,在多媒体传感器节点中采用改进的基于地理信息的路由协议建立路由路径.仿真实验表明:该协议不仅能支持移动Sink,而且能够有效降低节点能耗,延长网络寿命,提高数据传...     

基于WSNs的井下应急语音通信系统的研究

针对目前井下语音通信系统的现状,设计了一种基于无线语音传感器网络的矿井应急语音通信系统,该系统以SPCE061A和CC2420芯片为核心设计传感器节点,结合CAN控制器SJA1000设计Sink节点,并对网络通信协议进行了分析,给出了系统的硬件设计和软件流程。克服了传统有线网络的局限性,避免了其他无线通信技术高功耗的缺点。实验表明:该系统简单、可靠、经济,具有很好的应用前景。