DZS-LEACH:一种动态的WSN层簇式跨区安全多跳路由协议

主要研究传感器网络安全和能量高效的层簇式路由协议机制。在深入分析现有LEACH协议所面临的安全威胁的基础上,提出了一种动态的、基于分区自治的层簇式安全路由协议DZS-LEACH。其核心思想是,在多跳路由中融入动态密钥管理,使协议适应无线传感器网络动荡的拓扑结构,增强了协议的延展性;同时,DZS-LEACH通过分区自治避免远离基站的节点直接与汇聚节点通信,以均衡节点能耗。仿真实验表明,改进的路由协议DZS-LEACH大大减少了因网络攻击而造成的数据流失,增强了抗攻击能力,显著降低了网络能耗,延长了网络生存时间。     

一种基于散列链的自适应网格安全路由协议

LEACH(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)路由协议是无线传感器网络拓扑控制中最具代表性和重要性的算法之一。针对LEACH路由协议簇头分布不均匀,节点死亡率高,易产生路由空洞及其所面临安全威胁等问题,提出一种基于散列链的区域划分网格自治安全路由协议LEACH-SEED。剔除低能量节点入选簇头的权利,改进簇头选举机制,簇头选举完成之后,每个簇头节点随机从散列链组成的密钥池中分配q个链密钥,其他节点利用单向哈希函数和伪随机函数生成通信密钥,网络遭受攻击后利用网格自治和待选簇头身份标识编号进行网络恢复。实验结果表明,改进的分簇算法能有效地降低节点死亡率,增强抗攻击能力,提高数据融合度,延长网络生存时间。     

基于分区的能耗均衡路由协议

为了均衡无线传感器网络的节点能耗,增强网络稳定性,设计并实现了一种基于分区的能耗均衡路由协议.该协议设计了一种优化的分区算法,将节点基于分区划分而形成簇,解决了先前协议中簇的个数和分布的随机性问题;在选举簇首时,综合考虑了节点剩余能量、簇内节点能耗均衡、簇内部总能耗三个方面,采用三级簇首选择机制,选择的簇首既能均衡节点能耗,又可以降低簇群总能量消耗;在数据转发时,普通节点选择距离最近的簇首,在不超过通信距离阀值时,簇首可以隔层选择下一跳簇首,有利于缓解无线传感器网络的"热区效应".仿真结果表明:相比MEET和DREEM-ME路由协议,该协议能更好地均衡节点能耗、增强网络稳定性、改善网络服务质量.     

一种基于分簇的无线传感器网络动态密钥分发协议

层簇式无线传感器网络具有能量利用率高的优点,目前已经提出了多种基于分簇的路由协议,但这些协议并没有考虑到安全性因素.针对这个问题,提出了一种基于分簇的动态密钥分发协议SDKD,通过综合考虑节点的剩余能量和地理位置信息优化簇头选举机制,并使用哈希函数产生动态密钥加密通信过程.仿真实验表明,SDKD协议与典型的分簇协议LEAP相比,降低了网络能量消耗,并延长了网络生命周期.     

采用半贪心优化的节点非均匀分布路由协议

为避免无线传感器网络中因节点能耗不均衡而产生的能量空洞现象,延长网络生命周期,提出采用半贪心优化的节点非均匀分布路由协议。首先在网络监测区域分层的基础上,计算各层感知数据转发能耗,根据各层网络能耗比例和监测区域覆盖要求,设计了密度递减的节点部署模型;然后基于两跳通信的贪心范围,提出两跳能耗代价估计函数,改进半贪心算法;在簇间多跳通信阶段,利用优化的半贪心算法求解簇头到基站的最优转发路径。仿真实验表明,与现有的几种路由协议相比,新协议能够均衡各层网络节点能耗,延长网络生命周期,有效避免能量空洞现象。     

基于新型聚类的无线传感器网络非均匀分层路由协议

针对成簇路由协议中由节点负载不均引起的能量空洞问题,提出了一种基于新型聚类的负载均衡非均匀分层路由协议(NHRPNC)。首先,利用改进的LEACH协议阈值函数选举区头,并对网络进行合理的非均匀分区;其次,对每个区头运用新型聚类算法实现区内非均匀分簇;然后,在每个簇内采用四步簇首选择机制来周期性地选择簇首;最后,在簇间多跳通信时,采用动态权重的方式优化多跳路径。仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层(LEACH)协议、分布式能量均衡非均匀成簇(DEBUC)协议以及基于动态分区的无线传感器网络非均匀成簇(UCDP)协议相比,NHRPNC在网络生命周期方面可分别提高257.5,33.74和12.83个百分点,且具有良好的能耗均衡性。     

一种基于簇首生成树的传感器网络分簇路由协议

针对无线传感器网络中分簇路由协议LEACH存在的不足,提出了一个以簇首最小生成树为簇间路由树的改进协议LEACH_CHMST。该协议摒弃了标准LEACH中簇首与sink采用简单单跳直接通信的策略,由处理能力相对较强的sink节点发现并生成覆盖全体簇首节点的最优路由树,并实现簇首到sink的多跳通信以节省节点通信能耗。实验仿真表明,与标准LEACH协议相比较,新的协议显著提高了网络的生存时间,节省了全网的节点能耗,特别适用于大规模无线传感器网络的应用环境。     

一种无线传感器网络多级异构分簇路由协议

研究了无线传感器网络,提出了一种适合大规模应用的无线传感器网络体系结构,并提出了一种新的路由协议——多级异构分簇路由协议;该协议将无线传感器网络节点分成4种类型,根据簇头间平均跳数、簇头能耗等因素选举出第一级簇头节点;利用通信能耗、节点能耗以及跳数3个方面作为启发因子,寻找第一级簇头到第二级簇头间的最佳路径;基于NS2平台对该路由协议进行了仿真实验,并与LEACH协议进行比较;仿真结果表明:在大规模的应用中,该路由协议能有效地降低节点的平均能耗、延长网络生存时间。     

WSN中能量有效的分区聚簇多跳路由算法

针对无线传感器网络中节点能量及通信半径有限的特点,提出一种分区聚簇多跳路由算法。通过将网络进行分区使网络中簇的数量固定且分布比较均匀,通过构建树状结构及有序邻居列表选择路由节点,以多跳的方式进行通信,从而减少网络的能耗。仿真结果表明,该算法可以有效节省能量,延长网络的生命周期。     

一种新的基于分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议

针对在LEACH(low energy adaptive clustering hierarchy)协议中,所有节点均通过一跳通信将数据传输到簇头节点使簇头能耗太大而过快衰竭死亡的问题,提出了一种新的分簇的无线传感器网络多跳节能路由协议.簇头之间采用多跳方式将数据传送到基站,避免了单跳通信簇头节点能量消耗过大的问题.利用NS-2(networksimulator-version 2)的仿真结果表明该算法优于LEACH,能有效地降低节点的能耗,延长网络生命周期.