新的传感器网络假冒攻击源检测方案

针对传感器网络假冒攻击,提出了一种新的假冒攻击源检测方案。新方案利用基于身份的签名技术,结合节点报警规则,构造了基于邻居节点相互认证的单个试图假冒攻击源测定算法,以此为基础,扩充为针对局部区域内的多个试图假冒攻击源测定算法。新方案也提出了成功假冒攻击源测定算法,其中采用了汇聚节点监控排查恶意区域、普通节点认证转发报警消息机制。新方案适用于假冒攻击状况复杂、网络安全性要求较高的环境。仿真实验证实了新方案在成功检测方面的有效性。     

基于DS证据理论的无线传感器网络MAC层安全研究*

研究了无线传感器网络MAC层安全问题,分析了现有无线传感器网络MAC层协议安全体系的不足之处,针对无线传感器网络遭到非法入侵的情况,提出了一个基于D-S证据理论的MAC层入侵检测机制。该机制利用碰撞率、数据包平均等待时间、RTS包到达率以及邻居节点的报警作为证据,对网络的状态进行实时的分析检测,根据网络的状态作出响应。该算法能够应用于现有的MAC协议如S-MAC、IEEE 802.15.4中,仿真结果表明,该算法能够较好地抵御针对MAC层的攻击,保证网络的安全运行。     

基于模糊逻辑的多跳WSNs分簇算法

针对无线传感器网络节点能量消耗不均衡和网络寿命过短的问题,提出一种基于模糊逻辑的多跳WSNs分簇算法(FLCMN).该算法综合考虑节点剩余能量、节点邻居个数、邻居节点的平均剩余能量.根据预先设定模糊规则库,利用模糊系统评估出当选簇头的满意度.额外考虑邻居节点平均剩余能量,改善了簇内热点问题,均衡了簇内能量的消耗;同时,为了改善簇间热点问题,提出一种基于斐波那契序列的多跳传输方式,延长了网络的生存时间.通过仿真验证,FLCAMN算法在网络生存时间和能量消耗方面的性能都优于LEACH、EAMMH和DFLC算法.     

一种基于标签的抗虫洞攻击MMCL算法

针对移动传感器网络节点定位算法的安全性问题,分析了虫洞攻击对MMCL算法的影响.为抵御虫洞攻击,改善定位性能,提出了一种基于标签的抗虫洞MMCL算法LB-MMCL(Label-Based Multi-hop Monte Carlo Localization).该算法基于节点邻居列表中的异常,依据距离约束机制和消息唯一性原则,标记并区分虫洞两端受攻击的节点,断开虚假链路,以减轻虫洞攻击的影响,达到抵御攻击的目的.仿真结果表明,在无需额外硬件辅助下,LB-MMCL算法能有效抵御虫洞攻击,改善节点定位精度和定位率.     

无线传感器网络在协同攻击环境中的安全定位研究

在恶意危险的环境中,一些锚节点可能会被攻击者所俘获,然后向网络中发送错误的信息,目的在于阻碍其他节点的准确定位。介绍了无线传感器网络中存在的攻击类型,建立了协同攻击的数学模型,并提出一种能够抵御协同攻击的安全定位算法。仿真结果表明：在受到30%恶意锚节点协同攻击时,即使在攻击强度较大的情况下,该算法依然能对节点进行准确的定位,且平均定位误差不超过2m。     

基于分层的河流水下传感器网络路由算法

为了获取传感器节点的实时位置,在河流水下传感器网络(UWSN)的独特环境中,采用流体力学的方法对河流水下传感器网络进行建模,模拟真实河流环境下传感器节点的运动规律。为了研究河流水下无线传感器网络数据传输的问题,提出了一种河流环境下基于分层的路由算法(RALM)。每个节点根据收到Sink广播的速度信息周期性地计算并更新各自的拓扑信息,数据待发送节点优先选择当前剩余能量最多的上一层的邻居节点进行数据转发,若上层无邻居节点,则转发给剩余能量最多的同层邻居节点。仿真实验表明,所提算法在网络的冗余度和丢包率上都要优于基于深度的路由算法(DBR)和基于分层的水下传感器网络路由协议(Layered-DBR),网络生存周期分别提高了71%和45%。     

考虑级联失效的有向WSNs节点重要度评估模型

针对无线传感器网络中关键节点失效引发网络快速崩溃的问题,考虑节点之间存在相互作用且相互作用具有方向性的特征,建立有向网络级联失效模型,推导节点失效后引起的负载震荡状态值.基于经典的PageRank算法,利用失效节点引发的邻居节点平均负载震荡状态值定义节点的初始重要度值,建立节点度择优的分配规则改进PageRank算法的平均分配规则,结合节点层级结构,建立考虑级联失效的有向传感器网络节点重要性分析方法.最后,通过仿真实验验证算法的有效性.实验证明,该方法能有效地评估了有向无线传感器网络节点的重要性,而且当对判定出的关键节点进行保护时,该方法判定关键节点的网络抗毁性明显较强.     

改进粗糙集理论的无线传感器网络静态节点分类算法

因无线传感器网络中静态节点包含一定的不确定信息,决策级融合技术很难对数据进行有效刻画,导致网络静态节点分类效果差。提出一种基于改进粗糙集理论的无线传感器网络静态节点分类算法。采用多次采样法对测试结果加权处理,通过加权移动平均算法对邻居节点进行测试,基于节点密度的混合式算法对数据去噪处理。利用错误分类率中的变精度粗糙集构建改进的粗糙集模型,基于改进粗糙集理论提取无线传感器网络静态节点特征,通过支持向量机构建无线传感器网络静态节点分类模型对节点分类处理。仿真结果表明,所提方法的分类正确率始终高于96.852%、节点召回率在97.321%以上、F1值多于97%、能量消耗在12.52 J～90.20 J之间,证明所提算法具有良好的网络静态节点分类性能。     

一种基于共线度的无线传感器网络定位算法

为了充分考虑锚节点之间以及锚节点与未知节点之间拓扑关系对无线传感器网络定位精度的影响,我们引入了共线度的概念并将其应用到多跳网络的节点定位中,在此基础上提出了一种基于共线度的无线传感器网络定位算法(CBLA).该算法首先动态地调节未知节点能够收集到的邻居锚节点信息,再通过共线度参数挑选网络中好的锚节点组进行位置估计,最后通过加权估计机制来得到最终的节点位置估计.理论分析和仿真结果表明,在规则网络中CBLA算法定位误差较小,最优情况下能够达到6%,在非规则网络中仍可达到较好的定位精度.     

基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由

针对无线传感器网络中三维路由算法的能耗问题,提出了基于三维胞元空间的自适应多跳能量高效路由(3D-SMEER)。该路由算法根据自适应多跳机制确定跳数,利用协同节点转发消息包到邻居最优胞父,从而减轻当前胞父的传输负担。同时,对协同节点的选择区域进行了研究,并且考虑节点的剩余能量和相关位置信息选择协同节点,以平衡网络的能耗。仿真结果表明,与其他算法相比3D-SMEER算法节省了网络的平均能耗,有效地提高了网络的能耗平衡度。     

基于测距的无线传感器网络均衡式招募调度算法

节点调度是均衡无线传感器网络能量有效方法之一．分析基于测距的睡眠调度算法（RBSS）发现其招募节点能耗过大,造成其过早死亡,影响网络的生命周期．针对这个问题,本文在正六边形覆盖模型的基础上,基于能量均衡思想,提出基于测距的均衡式招募调度算法（RBDRS）．RBDRS算法将协作节点招募的任务转移到新招募的协作节点上,均衡网络能耗．招募节点通过测距招募距其最远的邻居节点作为协作节点,协作节点再依次为招募节点招募新的协作节点,直至无法招募到新的协作节点．仿真实验结果表明,与RBSS算法相比,在不增加额外开销的条件下,RBDRS算法能够有效减少工作节点数目,提高网络覆盖率,均衡网络能耗,延长网络生命周期.     

三维水下移动传感网多目标有向路径覆盖增强研究

水下传感网中实现多个移动目标的协同追踪任是一个技术难题,针对这个问题论文提出了一种分布式的多目标有向路径覆盖增强算法。在实际的三维水下传感网中,水下传感器节点会随着水流运动而移动,被追踪的目标具有自主行动能力。假设移动规律遵从Meandering Current Mobility模型,多个运动目标沿着基于概率的Random Walk移动模型轨迹运动。在论文提出的算法中,覆盖运动路径的传感器节点通过两跳邻居节点范围内的水下传感器节点协同决策来实现最大化路径覆盖,通过调整水下传感器节点自身的有向覆盖方向达到多目标轨迹路径有向覆盖率平均值最大,并使多目标轨迹路径有向覆盖率标准方差尽量小。最后论文通过MATLAB软件仿真来验证分布式覆盖增强算法的有效性,能够显著提高多个移动目标的路径覆盖率。     

基于弹簧粒子模型的大规模WSN定位算法研究

提出一种用于大规模无线传感器网络的定位算法本算法基于弹簧粒子模型,其用于模拟物理弹簧系统的动态变化过程,并借此来计算出节点的位置坐标各传感器节点虚拟为具有质量的粒子,粒子间由弹簧相连当外力将粒子放置到一个随机位置后,粒子间的弹簧将做相应的拉伸收缩运动,在弹力的作用下,粒子最终运动到它的初始平衡位置整个过程中,模拟粒子运动的每个状态及相应的弹力,最终得到各节点的坐标网络中每个节点的复杂度为O(1),即它的复杂度不会随着网络规模的扩大而增加,非常适用于大规模网络本算法不仅可以降低计算复杂度,并且保证定位精度仿真实验研究结果表明,本文的定位算法是有效的.     

Research of localization approach for the new comer in wireless sensor networks

When some sensor nodes of wireless sensor networks (WSN) can not work forever because of long-term work or failure caused by attack, a few new comers need to be put into the network. For the application of the new comer in WSN, an accurate and effective localization algorithm based on received signal strength indicator (RSSI) is proposed. Through a few necessary nodes’ participation and the collaboration between the new comer and its one-hop and two-hop neighbor nodes, the accurate localization of the new comer is achieved. Simulation results show that the localization accuracy is about 17% of sensor node’s radio frequency (RF) transmission range, when the measurement error is 10% and the standard deviation for Gauss error of original sensor nodes’ coordinate is about 20% of sensor node’s RF transmission range. Simulation results also verify nice stability and adaptability of the new comer’s location algorithm.     

非对称异步移动传感网中低延时邻居发现算法

邻居发现即通过一定的手段快速而有效地去感知与节点能够直接通信的一跳范围内的邻居的问题,是移动传感网（MSN）的重要部分。非对称异步MSN中,已有的算法需要大量的时间和能量去完成相互发现。针对此问题,基于信标与活动时隙分离的邻居发现模型,提出一种适用于异步对称场景的BMCS-A算法,信标在工作周期的不同时隙进行广播以保证邻居发现的确定性。其次,扩展BMCS-A,提出一种持续性广播的BMCS-B算法,节点在第一个子周期内持续性广播信标,接收到该信标的节点将自适应地调整信标的发送时刻以加快邻居发现过程。最后,实现协作式BMCS-B算法,基于已发现邻居的睡眠苏醒调度信息,节点主动发送信标去发现潜在的邻居。仿真实验结果表明,与Searchlight、G-Nihao和Disco相比,协作式BMCS-B将最坏发现时延分别降低了84.62%、85.71%和81.82%。     

基于安全连接的 WSN 节点优化部署

针对目前无线传感器网络节点覆盖优化方案中,无线传感器网络节点位置移动会破坏节点间的共享密钥的问题,采用了一种基于泰森多边形形心引力和存在共享密钥节点间的安全连接虚拟力的无线传感器网络部署方案.该方案以提高节点覆盖率为优化目标,引入安全连接虚拟力,以保证节点的安全连接;采用改进泰森多边形形心引力的虚拟力方案,能够有效指导节点散布过程和实现全局优化.通过仿真实验表明,本文方案能够提高节点的覆盖率,并且能够的减小存在共享密钥的安全连接的破坏.     

传感器网络中一种负载平衡的选播路由算法

针对传感器网络的特点,提出了一种基于权重负载平衡的选播路由算法.该算法的基本思想是根据路径上传输数据的能量消耗、邻居节点的剩余能量和跳数信息计算权重,并选择最小权重路径.新算法通过利用权重让更多节点分担数据传输以保持网络负载平衡,延长网络生存期和改善选播路由的性能.仿真实验表明,新算法的网络生存期是SARP的2到4倍,具有良好的路由性能.     

基于两个参数的无线传感器网络分簇算法

分簇使无线传感器网络层次清晰,便于管理,节约能量,同时可以降低传输过程中的数据冗余.基于节点剩余能量和邻居节点数目两个参数,提出了一种分布式的无线传感器网络分簇算法.该算法将分簇过程分为两个阶段并引入退位机制,第1阶段以节点剩余能量作为参数,第2阶段还引入了邻居节点数目参数.实验结果表明,它有效地解决了簇间重叠的问题,同时只要求较小的通信开销.     

WSN中基于能量代价的能量优化路由算法

针对无线传感器网络路由算法中的节点能耗问题,提出了一种基于能量代价的能量优化路由算法。算法综合考虑数据传输中节点能耗的有效性和均衡性,设计了一种新的能量代价函数,实现了二者的优化匹配。传感器节点按此函数计算前向部居节点的能量代价,选择能量代价最小的节点作为下一跳。算法基于部居节点信息进行路由选择,具有较低的计算时间复杂度。最后,对路由算法的性能进行了仿真分析,并与典型的路由算法进行了对比,结果表明,本路由算法能够有效延长网络生存时间,节约并均衡节点的能量消耗。