WSN与RFID在智能家居网络的集成应用

最近,对无线传感器网络(无线传感器网络)和射频识别技术(RFID)集成的争论已经获得越来越多的注意。尽管它们似乎是完全不同的技术。一方面,RFID社区认识到为RFID结构中增加传感器数据,可以为RFID为基础的服务提供附加值。另一方面,利用独特的标识,无线传感器网络将提高它们的可管性,尤其在未来,数以百万计的传感器节点可以遍布全球。本文提出一个框架,希望在智能家居网络中,使无线传感器网络和RFID共存。无线传感器网络资料加上独特的识别并参与在RFID核心服务中。此外,智能家居服务融入RFID基础架构,并给参与其中的用户提供实时服务。     

RFID无线传感器网络路由协议研究

RFID和WSN是当今热门的两个研究领域。由两者融合产生的RFID无线传感器网络与WSN相比有不同之处。由于它们之间存在不同特点使得WSN路由协议无法直接应用到RFID无线传感器网络中。根据RFID的特点在WSN路由协议基础上增加考虑标签因素对路由协议的影响来设计RFID无线传感器网络路由协议。仿真结果表明路由协议能够更好地适应RFID无线传感器网络的需要。     

应用于背景服务的RFID传感器网络

本文讨论了将RFID与传感器网络技术融合的技术优势。通过将RFID传感器网络应用于背景服务,使无线传感器网络和RFID共存,向用户提供对象的背景信息服务。无线传感器网络资料加上独特的识别并参与在RFID核心服务中。此外,将背景感知服务融入RFID基础架构,并给参与其中的用户提供实时服务。     

基于Agent的无线传感器网络AUML交互模型

节点之间的协作交互是无线传感器网络自组织基础,也是拓扑控制和路由选择的本质特性。分析无线传感器网络典型拓扑控制算法和路由协议中的交互行为,在多Agent系统模型基础上,提出基于AUML的无线传感器网络Agent元模型和Agent模型图,构建适合于无线传感器网络的AUML交互模型,该模型包括WSNAgent实例、WSNAgent角色特征、WSNAgent生命线和控制焦点、连接器、消息、条件等基本组件。典型协议建模表明,无线传感器网络AUML交互模型具有较好的可视化描述能力,为无线传感器网络交互的实现奠定了良好基础。     

基于RFID的无线传感器网络节能MAC技术

将无线射频识别(RFID)技术与无线传感器网络相融合，设计具有RFID读取功能的传感器节点。针对基于RFID的无线传感器网络，提出基于簇族结构的节能MAC协议——CSMAC协议。该协议具有节能和广播导向等特征，采用冲突减少机制来提高信道利用率，同时采用减少发送时间、减少监听时间、减少开关转换时间等功率优化机制，以提高网络能量效率。仿真试验表明，与传统MAC协议相比，CSMAC协议更能提高信道利用率和能量效率。     

基于无线传感器网络节点的RFID系统节能研究

为了提高射频识别(RFID)系统的能量利用效率,在无线传感器网络节点结构的基础上,提出一种改进方案,将RFID读写器集成到传感器节点中,取代原有的传感器模块,形成读写器智能节点,并利用传感器节点的节能控制机制实现RFID系统对有限能量的高效利用。以SK—WSN—I无线传感器网络节点和SK—RFID—TRF796X—II读写器模块作为实验平台,进行Matlab仿真,验证了改进方案的节能效果。     

融合RFID 的无线传感器网络节能研究

针对节省传感节点能耗和均衡整个网络中各节点能耗的问题,该文提出一种融合射频识别设计与优化路由协议的无线传感器网络节能方法。该方法首先采用RFID标签和阅读器分别与无线传感器网络节点以及无线设备融合,然后对该融合策略进行分析与设计,最后结合了LEACH算法的思想。实验仿真表明,新方法在延长整个网络生命周期和降低整个网络中的能耗方面明显优于LEACH算法。     

基于批处理验证的异构无线传感器网络认证协议

针对现有无线传感器网络基于ECC认证协议签名验证过程计算量巨大的缺陷,文章提出一种基于批处理验证的异构无线传感器网络认证协议.该协议根据传感器网络的异构特性,利用公钥签名算法ECDSA对消息进行签名,验证签名时采用联合稀疏系数方法.仿真实验表明,该协议有效地降低了批处理验证中多标量乘运算的计算量,大大提高了数字签名的验...     

面向海洋场景的无线传感器网络体系结构模型研究

研究了传统无线传感器网络体系结构的缺陷,分析了海洋场景的特点,总结了基于海洋场景的无线传感器网络的典型需求目标,归纳出海洋环境中无线传感器网络体系结构模型设计的若干原则。结合海洋环境自适应、网络自愈合、能量高效、动态优化等目标需求,提出了一种面向海洋场景的无线传感器网络体系结构模型WSNAOS,并对WSNAOS模型的设计理念、主要特色、各层和各模块功能进行了详细阐述。WSNAOS模型不仅具备了海洋环境自适应和能量高效等特征,还能为面向海洋场景的无线传感器网络各类协议的研究提供一个统一的问题描述和分析的理论框架。     

基于SPIN的无线传感器网络安全协议建模与分析

模型检验方法在有线网安全协议的分析和设计方面取得了巨大成功。无线传感器网络对安全协议同样具有严格的要求;与有线网相比,无线传感器网络在通信环境和网络节点等方面都更为脆弱,为相应的安全协议的分析和设计提出了挑战。提出了一种适用于无线传感器网络的安全协议形式化建模分析方法。它充分借鉴了传统有线网络安全协议的建模方法,在其基础上充分考察了无线传感器网络的通信环境以及网络节点,建立起一个全面并且直观的安全协议运行模型。以A.Perrig等人提出的SPINS安全协议为例,应用模型检验工具SPIN对其认证性和机密性等安全需求进行了分析验证,发现了该协议存在的漏洞。实例分析证实了模型检验方法在分析无线传感器网络安全协议时的有效性,从而推进了其在安全协议分析方面的应用范围。     

On the energy consumption of Pure and Slotted Aloha based RFID anti-collision protocols

A recent development in wireless sensor networks (WSNs) research is to equip sensor nodes with an RFID reader so that they can be used to track animate or in-animate RFID tagged objects. A key problem in such networks, however, is the energy efficiency of current RFID anti-collision protocols. Specifically, the energy cost incurred by a RFID reader to read and monitor n tags.This paper, therefore, aims to identify the most energy efficient variant among 12 Pure and Slotted Aloha based RFID anti-collision protocols. We present an analytical methodology that evaluates the energy consumed in the following phases: (i) success, (ii) collision, and (iii) idle listening. We first calculate the delay of each phase and then use it to formulate the energy consumption, battery lifetime, and battery wastage of all variants. We found that the Pure Aloha with fast mode consumes the lowest energy and is suitable for tag identification. However, none of the protocols promises energy efficient monitoring of identified tags. In other words, the reader is required to re-read all tags every time to sense their presence; a process that consumes a significant amount of energy.     

RFID系统防碰撞协议的研究

碰撞问题是影响RFID系统读取效率的关键问题。分析了RFID系统中二进制树和查询树的防碰撞原理,并针对这些协议在对碰撞连续的标签进行识别时操作效率较低的问题,提出了一种新的协议。该协议是在二者的基础上进行改进的,对三种防碰撞协议的性能进行了比较,新协议能更好地解决射频识别系统中多个标签识别的问题。     

无线传感器网络路由协议的分析与比较

无线传感器网络的路由协议设计与传统的无线ad-hoc网络有很多不同,资源高度受限和结点失效频繁是其面临的两大挑战,相关技术研究已经成为无线传感器网络研究中的热点.对近年来无线传感器网络路由协议的研究成果进行归纳、分析和比较,介绍了无线传感器网络的特点以及影响其路由协议设计的关键因素.根据协议的实现特点将无线传感器网络路由协议分为5类,对每一类涉及的重要协议进行详细阐述与分析,最后对这些协议的特点进行归纳和比较,并展望了未来这一研究方向的发展趋势.     

无线传感器网络节点间认证及密钥协商协议

无线传感器网络的特性使它面临着比传统无线网络更大的安全挑战,其安全解决方案必须兼顾安全性和系统性能等因素。节点间认证及密钥协商是构建安全网络最基本的协议,是密钥管理协议和安全路由协议等的实现基础。很明显,包括传统Adhoc在内的各种无线网络领域中的安全认证及密钥协商机制都无法适用于无线传感器网络。为此,在充分考虑无线网络攻击方法和无线传感器网络自身特点的基础上,结合基于ID的公钥密码技术,提出了椭圆曲线双线性对上的无线传感器网络节点安全认证及密钥协商协议。分析发现,该协议不仅满足安全性要求,同时,能够适合无线传感器网络的特殊应用要求。     

自认证公钥的无线传感器网络密钥协商协议

自认证公钥密码不需要证书管理,不存在密钥托管问题,非常适用于资源受限的无线传感器网络.但现有的自认证公钥传感网密钥协商协议存在安全性低和能量消耗大的缺点.首先分析并指出Yoon等人提出的协议不能抵抗密钥泄漏伪装攻击;然后采用MTI协议族的“隐式认证”的思想,基于椭圆曲线Diffie-Hellman假设,设计了一个新的基于自认证公钥体制的认证密钥协商协议WSN-AKA.该协议是第1个可证明安全的传感器网络自认证公钥体制密钥协商协议.与现有协议相比,该协议不仅安全性更高,而且因其密钥协商只需两次消息传递,其通信效率也最高而能耗最少.     

无线传感器网络能量有效性的研究

无线传感器网络是一种全新的技术,能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。如何延长传感器网络寿命是关键问题。分析和介绍了传感器网络基本结构和两种典型的路由协议的能量有效性特点,提出一种能量优化的路由解决方案,能够大大降低系统的能耗,延长传感器网络寿命。最后,给出实验测试结果,验证了这一结论。     

PEACH: Power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks

The main goal of this research is concerning clustering protocols to minimize the energy consumption of each node, and maximize the network lifetime of wireless sensor networks. However, most existing clustering protocols consume large amounts of energy, incurred by cluster formation overhead and fixed-level clustering, particularly when sensor nodes are densely deployed in wireless sensor networks. In this paper, we propose PEACH protocol, which is a power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks. By using overhearing characteristics of wireless communication, PEACH forms clusters without additional overhead and supports adaptive multi-level clustering. In addition, PEACH can be used for both location-unaware and location-aware wireless sensor networks. The simulation results demonstrate that PEACH significantly minimizes energy consumption of each node and extends the network lifetime, compared with existing clustering protocols. The performance of PEACH is less affected by the distribution of sensor nodes than other clustering protocols.     

无线传感器网络的路由协议研究与分析*

在简单介绍传感器网络协议框架的基础上,对现有的几类典型路由协议进行了综述,并对它们的优点及不足进行了分析、比较,从而为优化路由协议以及研究新型路由协议做了铺垫,并让无线传感器网络用户在选择路由协议时有了很好的依据。     

无线传感器网络移动簇头节能传输协议

无线传感器网络具有资源的有限性和传感器采集数据的特点,许多在传统网络中运作良好的通信协议,在一些由固定节点和移动节点组成的无线传感器网络中不能很好地管理网络和处理传感器数据。该文提出一种移动簇头的节能通信协议,使用自组织传感器簇来处理和散发数据。通过与LEACH协议的对比,证明该协议具有更好的节能性和更长的网络寿命,更适用于无线传感器网络。     

三层建立虚拟簇的能量有效MAC协议

由于传感器节点本身不能自动补充能量或能量补充不足,节约能量是传感器网络MAC协议设计首要考虑的因素。而传统网络的MAC协议重点考虑节点使用带宽的公平性,提高带宽利用率和增加网络的实时性,这意味着传统网络的MAC协议不能直接用于无线传感器网络,需要研究新的适用于无线传感器网络的MAC协议。综合比较了已有的各种无线传感器网络MAC层协议优缺点,着重研究了EBRI-MAC协议,对这个协议进行了改进,提出TLVC-MAC 协议,采用基于路由信息分三层建立虚拟簇的方式进一步减少能量消耗,提高能量效率。