区分优先级的无线传感器网络MAC协议分析与实现研究

无线传感器网络中节点的能耗直接影响了节点工作的持久程度,研究和优化MAC协议能够有效解决节点的能耗问题。基于无线传感器网络操作系统TinyOS对MAC协议进行研究,在对现有无线传感器网络MAC协议分析的基础上,结合区分优先级的思想,提出一种区分优先级的无线传感器网络MAC协议,以实际的硬件节点CC2538来探究MAC协议的改进以及对其性能的验证。结果表明该区分优先级的无线传感器网络MAC协议在负载较高时有着较好的QoS保障,能够有效降低节点的能量开销。     

基于无线传感器网络的MAC层协议的研究

无线传感器因其巨大的应用前景而受到学术界广泛关注,无线传感器网络媒体访问控制的研究已经成为无线传感器网络中的研究热点。本文在分析无线传感器网络的MAC设计中需要考虑的问题的基础上,对近几年提出的几种典型MAC协议进行了深入探讨,并讨论了其在实际中的应用,最后提出了无线传感器网络MAC协议的发展方向。     

基于区分服务的无线传感器网络性能研究

根据网络数据区分服务的思想,对无线传感器网络MAC层协议的CSMA/CA算法进行改进.新算法可通过改变协议参数的方式达到无线传感器网络对网络数据区分服务的目的.针对改进协议所进行的仿真证明,新算法可以为网络数据提供多层次的服务.     

基于多信道的MAC层协议在无线传感器网络中的应用

摘要：随着无线传感器网络在工业测控,医疗监护和智能建筑等领域的迅速发展,使用单一信道和信道竞争的MAC层协议已经很难满足这些应用的低功耗、抗干扰、高可靠性和可预测可控制时延等要求.基于多信道的MAC层协议是满足这些应用要求的一个重要手段.本文提出了系统的对多信道MAC层协议的分类方法,并总结和比较了到目前为止在无线传感器网络多信道MAC层协议方面的主要研究工作和国际标准化协议的研究进展,最后提出了在这个领域的若干研究课题和发展方向.     

无线传感器网络中广播通信的安全协议设计

摘 要：广播通信安全是无线传感器网络设计中的重要问题。本文首先分析了无线传感器网络中广播通信的特点、所需要解决的关键安全问题和以及安全协议设计原则,随后提出了基于公钥算法的全局广播通信安全协议和基于单向密钥链的局部广播通信安全协议,较好地实现了广播通信的可靠性认证、完整性和时效性。同时从性能分析看,本文方案只为传感节点引入了少量的通信负荷、能量消耗和存储空间。     

一种能量可计算的星型无线传感器网络协议

提出一种基于双向通信的无线传感器网络的超低功耗协议.通过分析协议的防碰撞原理,给出了网络参数的设计原则,以及传感器节点功耗与传感器网络寿命的关联算法,并通过OMNeT++网络仿真软件对协议进行了仿真验证.结果表明:该方法通过降低协议的复杂度,控制网络的工作流程,有效降低了整个无线传感器网络的能耗,延长了网络的使用寿命,并实现了预测无线传感器网路的寿命.     

无线传感器网络EMSR协议的安全性分析

针对目前无线传感器网络密钥管理方案存在的安全问题,给出了一种可证明安全的无线传感器网络的认证密钥建立方案(EMSR),使用公钥证书实现网络节点的双向认证,同时产生双方共享与相互控制的会话密钥,有效地防止了纯粹使用对称加密机制产生的认证问题。在CK安全模型下,对EMSR协议进行了安全性证明,并对几种基于公钥机制的密钥建立方案进行了性能分析。结果表明,EMSR方案具备CK安全模型下相应的安全属性以及支持资源受限的网络节点的优势,符合传感器网络的通信要求。     

无线传感器网络路由协议安全性研究

简要分析了无线传感器网络路由协议安全性研究的必要性,介绍了当前常用的一些无线传感器网络路由协议,并对其进行了分类,分析了路由协议面临的主要安全威胁,并针对一些特定路由协议的攻击方法进行了重点研究,详细阐述了这些协议存在的弱点或漏洞,在此基础上,提出了几种相应的安全机制.     

无线传感器网络自适应占空比媒体访问控制协议

为了减少无线传感器网络能量耗损,通过分析排队论单服务台排队系统模型,结合已有的低占空比无线传感器网络节点媒体访问控制协议和层次网络的结构特点,提出了一种改进的自适应调节占空比无线传感器网络节点媒体访问控制协议.该协议通过节点的队列模型预测下一周期的数据量,从而能够自适应的调整其占空比,降低网络节点的能量消耗.在网络仿真平台上对改进后协议的性能进行了评估.仿真结果表明,在保持网络性能的前提下,改进后协议比无线传感器网络节点媒体访问控制协议的能耗减少48%,延迟减少21%,吞吐量增加33%,显著地延长了整个无线传感器网络的寿命.     

基于TinyOS的ZigBee协议MAC层设计与实现

该文基于TinyOS系统对无线传感器网络协议进行了研究。对TinyOS网络协议的体系进行了分析。鉴于无线传感器网络的强应用相关性和网络协议的重要性,在分析无线传感器网络特点的基础上,使用nesC语言在TinyOS中实现了ZigBee的MAC层数据处理。该文为在TinyOS中使用主动消息机制实现无线传感器网络中的ZigBee协议提供技术路线图。     

无线传感器网络安全路由协议分析

路由协议安全作为传感器网络系统安全中尤为重要的环节，是制约无线传感器网络其应用的关键。但是无线传感器网络自身存在的一些特性却为安全路由协议的设计和实现带来了很大的挑战。本文列举了网络层面临的各种攻击形式，从需求分析、研究现状等方面对路由安全问题进行了分析，并针对这些问题提出了路由设计建议，指出了未来的研究重点。     

无线传感器网络安全路由协议分析

路由协议安全作为传感器网络系统安全中尤为重要的环节，是制约无线传感器网络其应用的关键。但是无线传感器网络自身存在的一些特性却为安全路由协议的设计和实现带来了很大的挑战。本文列举了网络层面临的各种攻击形式，从需求分析、研究现状等方面对路由安全问题进行了分析，并针对这些问题提出了路由设计建议，指出了未来的研究重点。     

基于节点位置信息的无线传感器网络安全组播路由协议

针对如传统的安全路由协议不适用于组播通信的问题,提出一种基于节点位置信息的安全组播路由协议。采用随机密钥预分布模型对无线传感器网络中的节点进行密钥预置,并利用节点位置信息建立虚拟Steiner树,根据虚拟Stei-ner树建立安全组播路由协议,再对此协议进行安全性分析。结果表明:该协议能使每一个节点与其邻居节点间共享一个对称密钥,阻止非法节点参与路由过程,达到建立安全组播树的目的。     

无线传感器网络与TCP/IP网络的融合

介绍了无线传感器网络和传输控制协议/网际协议（TCP/IP）网络融合的最新研究成果,总结了当前主流的2种方法,即代理服务器和直接TCP/IP化传感器网络。以此为基础,分析了它们各自的优势和不足,通过代理连接传感器网络和TCP/IP网络,比直接TCP/IP化整个传感器网络实现方便,安全性较高;但另一方面采用TCP/IP的网络可扩展性与健壮性比代理连接更好。最后提出了一种结合代理和TCP/IP化的优化方法。     

Prediction-based energy-efficient target tracking protocol in wireless sensor networks

A prediction based energy-efficient target tracking protocol in wireless sensor networks (PET) was proposed for tracking a mobile target in terms of sensing and communication energy consumption. In order to maximize the lifetime of a wireless sensor network (WSN), the volume of messages and the time for neighbor discovery operations were minimized. The target was followed in a special region known as a face obtained by planarization technique in face-aware routing. An election process was conducted to choose a minimal number of appropriate sensors that are the nearest to the target and a wakeup strategy was proposed to wakeup the appropriate sensors in advance to track the target. In addition, a tracking algorithm to track a target step by step was introduced. Performance analysis and simulation results show that the proposed protocol efficiently tracks a target in WSNs and outperforms some existing protocols of target tracking with energy saving under certain ideal situations.     

基于跳频的工业控制无线传感器网络的SPA-MAC协议设计研究

在分析几个典型跳频信道分配协议的基础上,提出了一种MAC控制协议——SPA-MAC.SPA-MAC协议利用函数生成方式确定通信过程中信道的分配,该协议通过加入随机函数生成器,提高了信道分配的"混乱性",增强了网络的安全性,在有干扰的情况下仍能提高网络通信效率.     

基于轮作的无线传感网络链式路由协议

为了节省无线传感器节点能耗,延长无线传感网络的生存周期,提出一种基于轮流作业策略的RPB无线传感网络链式节能路由协议。该协议基于PEGASIS链式协议并结合GAF协议进行改进。仿真结果显示,在保证有较高网络覆盖度的前提下,相较于传统的无线传感网络PEGASIS、LEACH和EEPB等路由协议,RPB协议在节能上更为突出,且在传感节点死亡超过总数的一半时,能实现节点在网络中较为均匀的分布。     

无线传感器网络协议TEEN的传输效率及安全性研究

针对TEEN路由协议在无线传感器网络(WSNs)中存在的安全性问题,提出了一种应用于TEEN协议的混合型加密算法。簇内使用对称加密,簇间使用公钥加密。仿真结果表明,使用了混合型加密算法的TEEN协议与只使用了对称加密算法的TEEN协议相比能够提供更高的传输成功率,并且能够抵御女巫攻击和防止篡改路由信息。     

基于时滞的无线传感网恶意软件传播模型

为了深入研究无线传感网中恶意软件程序的传播过程,探讨存在时间滞留的情况下恶意软件的传播模型并分析其传播行为,建立了基于时滞的无线传感网恶意软件传播模型。该模型引入传染病学理论,结合传感器节点能量有限、存在时延等特性,对传播过程和特征进行了具体的分析,并对模型系统中状态转换关系、平衡点的存在性以及局部和全局稳定性进行了正确性和完备性分析证明。基于理论分析,建立仿真模型,设置相应的传播比率,对传播过程中各状态节点数量的变化进行仿真实验,进行了系统稳定性分析;对传播过程中时滞的取值和变化进行仿真,进行了系统时滞影响的分析和阈值的确定;与具有代表性的稳定的延迟网络蠕虫传播模型进行对比,给出了不同传播模型的数据分析。实验验证了稳定性理论分析的正确性,确定了影响传播稳定性的参数阈值及其对传播的影响,与其他模型进行了比较,分析了时滞对系统的影响。提出的模型为恶意软件的传播和控制提供了分析和研究思路,对于建立遏制恶意程序在移动无线传感网中扩散传播的安全策略具有指导意义。     

SEC-Tree的安全WSNS路由协议

针对无线传感器网络(WSNs)的广泛应用及其对低能耗、高安全性迫切需求,提出SEC-Tree拓扑结构。以Sec-Tree为基础,设计了多层多路径路由协议,给出了一个自适应多路径路由算法。提出一种PSK生成算法,并将PSK应用于Sec-Tree初始化及路由维护中,实现了基于局部化的加密和鉴别技术,使该协议具有良好的安全特征、抗攻击能力和多跳、多路径路由的可靠特征。分析表明该路由协议具有高效安全的良好特性。