无线传感器网络能量异构非均匀分簇路由协议

基于分簇的无线传感器网络路由协议,采用多跳路由方式传输数据至基站,容易造成靠近基站的节点转发大量数据而过早失效。另外,分簇协议通常假定网络节点是能量同构的,不能有效解决节点能量异构的问题。因此,从非均匀分簇的角度出发,结合局部竞争簇首机制,提出了一种基于能量异构的分簇协议（EHUC）。仿真结果表明该协议能够有效应用于能量异构的无线传感器网络,并延长网络的生命周期。     

一种新颖的传感器网络聚类路由协议

提出了一种能量有效的基于聚类的传感器网络路由协议—EEHCA（an Energy-Efficient Hierarchical Clustering Algorithm for wireless sensor networks）。该协议通过最小化通信能量消耗并在所有节点之间实现能量消耗负载平衡的方式,达到了延长传感器网络生存时间的目的。协议提出了一种新颖的簇首确定机制,该机制可以避免感知区域内的节点进行频繁的簇首选举,从而节约了能量。为提高传感器网络的容错性能,引入了备用簇首的概念。在簇首与基站通信方面,采用多跳传输的方式进行,从而避免了距离基站较远的簇首进行长距离通信时所造成的能量过早耗尽的问题。仿真结果表明提出的协议拥有比LEACH和HEED协议更长的网络生存时间。     

Secure lightweight password authenticated key exchange for heterogeneous wireless sensor networks

Several three-party password authenticated key exchange (3-PAKE) protocols have recently been proposed for heterogeneous wireless sensor networks (HWSN). These are efficient and designed to address security concerns in ad-hoc sensor network applications for a global Internet of Things framework, where a user may request access to sensitive information collected by resource-constrained sensors in clusters managed by gateway nodes. In this paper we first analyze three recently proposed 3-PAKE protocols and discuss their vulnerabilities. Then, based on Radio Frequency Identification technologies we propose a novel 3-PAKE protocol for HWSN applications, with two extensions for additional security features, that is provably secure, efficient and flexible.     

高数据融合的非均匀分簇无线传感器网络路由协议*

探讨了基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议,提出了一种高数据融合的非均匀分簇无线传感器网络路由协议。仿真实验结果表明,该路由协议有效地平衡了无线传感器网络的节点能耗,延长了网络的存活时间。     

无线传感器网络中一种能量均衡的分簇策略

以无线传感器网络中的能量消耗模型为基础,提出了一种能量均衡的无线传感器网络分簇路由协议EECHS(energy-effficient cluster-head selection)。该协议通过节点的剩余能量和节点距离基站的距离来调节其成为簇首的概率,并进一步调节簇的大小。仿真结果表明,与改进后的DCHS协议相比,该策略使网络的生命周期和稳定周期分别提高了31%和45%以上。     

能量异构的无线传感器网络分簇协议

无线传感器网络分簇协议通常假定网络是同构的,即网络中所有节点具有相同的初始能量,这些协议不能充分利用异构网的特点。提出了一种适合于异构网的分布式分簇协议（EHCP）,该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首以平衡节点的能量,并在簇间采用多跳通信以节省能量。仿真实验结果表明：与同类协议相比,EHCP协议能显著地延长网络稳定工作的时间,具有良好的性能。     

无线传感器网络中的能效优化路由算法*

根据无线传感器网络节点能量消耗和网络生存周期的特点,通过建立动态规划能量优化模型,在路由总能耗满足能量阈值约束条件下,均衡消耗网络中各节点能量,在此基础上提出一种适合无线传感器网络的动态规划路由算法。仿真结果表明,提出的路由算法能充分地利用有限的能量资源,较大地延长网络生存周期并降低节点的平均能耗。     

节能高效的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

为了有效均衡无线传感器网络能耗、缓解能量洞问题、延长网络生命周期,提出了一种节能高效的非均匀分簇路由协议,其核心思想是采用结合计时广播和簇头轮换机制的非均匀分簇（BR—EEUC）算法对网络分簇,并根据代价函数选择代价较低的簇头作为中继节点,形成以汇聚节点为根节点的多跳路由,从而大大降低了能量开销。通过在OMNet＋＋平台上的仿真实验结果表明：与LEACH和EEUC等路由协议相比,该协议有效地均衡了网络能量消耗,延长了网络寿命。     

使用部署知识的异构传感器网络有效成簇算法

成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够增强网络的扩展性和延长网络的生存时间。异构传感网络在能量节约方面的性能更好。提出一种适应异构无线传感器网络的分布式能量有效的成簇方案DEECUDK。该方案首先利用部署知识部署节点,使能量在整个监测区域分布比较均匀,然后以节点的剩余能量与传感半径之内的节点的剩余覆盖能量为主参数,其相邻节点个数为辅参数来选举簇头节点。较高初始能量、剩余能量和相邻节点数多的节点比其他节点拥有更多的机会成为簇头节点,并引入活动节点判别式,不需要增加任何开销来减少簇内冗余数据量,从而使网络能量均匀消耗,延长网络的生存时间。通过模拟实验结果,与现有的异构传感网络成簇算法相比,新的算法在网络生存时间与网络吞吐量方面有着更好的性能。     

SWER: small world-based efficient routing for wireless sensor networks with mobile sinks

The interest in small-world network has highlighted the applicability of both the graph theory and the scaling theory to the analysis of network systems. In this paper, we introduce a new routing protocol, small world-based efficient routing (SWER), dedicated to supporting sink mobility and small transfers. The method is based on the concept of the small worlds where the addition of a small number of long-range links in highly clustered networks results in significant reduction in the average path length. Based on the characteristic of sensor networks, a cluster-based small world network is presented, and an analytical model is developed to analyze the expected path length. SWER adopts a simple and effective routing strategy to forward data to the mobile sink in a small transfer scene and avoid expensive mechanisms to construct a high quality route. We also study the routing scheme and analyze the expected path length in the case where every node is aware of the existence of p long-range links. In addition, we develop a hierarchical mechanism in which the mobile sink only transmits its location information to the cluster heads when it enters a new cluster. Thus we also avoid expensive cost to flood the location of the mobile sink to the whole network.     

一种分层的无线传感器网络密钥管理方案*

针对现有密钥管理方案抗俘获性差和占据存储空间大等缺点,提出了一种分层的密钥管理方案。簇头节点采用了Blom矩阵,有效提高了簇头节点抗击俘获的能力;簇内节点利用中国剩余定理,在将复杂计算转交给基站的同时,降低了组密钥的存储空间。通过对比分析,该方案较好地满足了WSNs密钥管理的相关指标,提高了安全性能。     

无线传感器网络中基于ID密钥管理方案

为了减少在密钥生成时的数据通信,在分析Park密钥预分配方案的基础上,提出一个基于传感器ID的密钥管理方案.该方案不仅明显降低了生成密钥时的通信开销,而且确保所有的节点均能建立安全链路.分析表明,该方案还具有较强的抵抗攻击能力.     

SWER:small world-based efficient routing for wireless sensor networks with mobile sinks

The interest in small-world network has highlighted the applicability of both the graph theory and the scaling theory to the analysis of network systems. In this paper, we introduce a new routing protocol, small world-based efficient routing (SWER), dedicated to supporting sink mobility and small transfers. The method is based on the concept of the small worlds where the addition of a small number of long-range links in highly clustered networks results in significant reduction in the average path length. Based on the characteristic of sensor networks, a cluster-based small world network is presented, and an analytical model is developed to analyze the expected path length. SWER adopts a simple and effective routing strategy to forward data to the mobile sink in a small transfer scene and avoid expensive mechanisms to construct a high quality route. We also study the routing scheme and analyze the expected path length in the case where every node is aware of the existence of p longrange links. In addition, we develop a hierarchical mechanism in which the mobile sink only transmits its location information to the cluster heads when it enters a new cluster. Thus we also avoid expensive cost to flood the location of the mobile sink to the whole network.     

基于身份密码学的异构传感网络密钥管理方案

在充分考虑异构无线传感器网络自身特点的基础上,针对现有无线传感器网络密钥管理中存在的问题,利用基于身份的加密算法(Identity-Based Cryptography,IBC),提出了一种异构无线传感器网络密钥管理方案(KMUIBC),并从该方案的安全性、连通性、可扩展性、有效性等方面进行分析,与现有的一些典型方案进行了分析比较,结果表明,KMUIBC有较好的性能。     

无线传感器网络基于路由的两级密钥管理方案

在现有基于密钥树的密钥预分配协议的基础上,结合传感器节点的路由拓扑,根据不同节点的通信要求,提出一种适用于分簇网络的两级密钥管理方案,簇间采用逐级加密和认证机制,簇内指定一个管理节点负责生成和维护全簇的路由密钥树。结果分析表明,该方案可在保证安全的同时实现高效数据传输。     

能量有效的无线传感器网络层次型路由协议

为改善LEACH中节点能耗不均而过早失效的情况,提出了一种能量有效的无线传感器网络层次型路由协议EEHRP,它采用一种智能延迟策略选取簇头,尽可能使得剩余能量越高的节点时延越小,它们能够先于周围剩余能量较低的节点发送簇头通告。在路由算法中引入了网关节点,能有效避免簇头远距离传送数据造成的能耗过多。仿真表明,EEHRP可使节点的能量消耗更均匀,有效地延长了网络生存时间。     

能量高效的无线传感器网络动态分簇算法研究

为了提高无线传感器网络的能量利用率和延长网络的生命周期,提出了基于地理位置的能量高效的动态成簇算法(GL-DC),在簇的建立阶段,采用非均匀分簇方法,解决了簇首能量消耗不均衡问题。在网络运行过程中,采用基于剩余能量和距离来动态生成新的簇首,避免了靠近SINK节点的簇头因转发大量数据而过早耗尽能量。仿真实验结果表明,该方法具有更好的性能,与EADEEG、LEACH和PEGASIS等路由协议相比,GL-DC路由协议有效地均衡了节点能量消耗,显著地延长了网络生命周期。     

能耗均衡的无线传感器网络两级路由协议*

传感器网络分簇路由协议研究的一个关键问题是如何最优化组簇,既能有效降低簇内节点能耗,又能均衡整个网络能耗。为此,提出一种能耗均衡的网络两级分层分簇路由协议。协议底层应用PSO算法实现网络节点最优化分簇;上层选择总簇头节点负责收集、融合簇头数据并发送至基站。仿真结果表明,本协议能有效降低节点死亡速度,延长网络生存周期。     

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.     

一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法*

为了延长网络的生存时间,提出了一种能量均衡的无线传感器网络分簇算法（EBCA）,该算法优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,以平衡节点的能量消耗。仿真实验结果表明：无论同构网还是异构网,该算法都能显著地推迟网络第一个节点的死亡时间,其性能明显优于LEACH算法。