无线传感器网络安全数据汇聚协议

无线传感器网络中,如何将数据汇聚技术与路由技术结合,设计高效的数据汇聚协议,以减少传输过程中的数据量,减轻数据汇聚过程中的网络拥塞,协助路由协议延长网络的生存时间是一个重要的问题。尽管数据汇聚能有效地减小通信开销,但数据汇聚技术也不可避免的带来了一系列安全问题,譬如传感数据外泄等,因而安全问题成为数据汇聚中一个重要研究方向。目前,安全数据汇聚技术及其实现协议已经成为传感器网络安全的研究中一个重要课题。详细介绍安全数据汇聚协议这个领域内的研究进展和成果,从安全角度对比分析各种现有协议,最后结合该领域内的研究现状以及作者的研究体会指出了该领域未来研究的一些重要方向。     

无线传感器网络路由协议研究进展

融合了传感器、微机电系统和网络通信等技术而形成的无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和处理技术.路由协议是无线传感器网络研究中富有挑战性的问题,现有无线自组网络和互联网络路由协议不适用于无线传感器网络.无线传感器网络路由协议主要考虑如何针对不同的应用和网络构成使用有效的路由算法,在不损害数据传输的前提下实现整个网络的生命周期最大化.根据网络中节点功能是否一致,无线传感器网络包括平面和分层路由协议两大类.本文根据各种协议的工作原理,对比分析了各种路由协议在路由方式、冲突避免、数据融合和网络生命周期最大化等方面的优劣,并指出了下一步的研究方向.     

无线传感器网络基于数据汇聚的路由

提出了一种针对无线传感器网络的路由协议,该路由采用最小传输成本生成树的数据汇聚机制。具体方法是首先将传感区域内的传感器节点采集的数据传送给传感区域内离汇聚点最近的节点,将这些数据进行汇聚操作后,将汇聚的结果通过最短路径传递给网络汇聚点。仿真结果显示,采用最小传输代价生成树的路由协议能减少数据传输量50%-80%,并具有较小的传输时延。     

无线传感器网络分簇路由协议综述

无线传感器网络不同于传统的无线通信技术,传统的路由协议无法直接运用于无线传感器网络中,而分簇路由协议拓扑结构简单,簇内成员节点无需维护大量的路由表,簇型的路由结构有利于数据的传输与融合处理,符合无线传感器网络以数据为中心,因此分簇路由协议成了国内外关于无线传感器网络路由协议研究的重点.本文详细分析了典型的分簇路由协议,并对这些协议进行了比较与分析,最后探讨了未来可能的发展趋势.     

一种基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性.当簇首以多跳通信的方式将数据传输至数据汇聚点时,靠近汇聚点的簇首由于转发大量数据而负载过重,可能过早耗尽能量而失效,这将导致网络分割.该文提出一种新颖的基于非均匀分簇的无线传感器网络多跳路由协议.它的核心是一个用于组织网络拓扑的能量高效的非均匀分簇算法,其中候选簇首通过使用非均匀的竞争范围来构造大小不等的簇.靠近汇聚点的簇的规模小于远离汇聚点的簇,因此靠近汇聚点的簇首可以为簇间的数据转发预留能量.模拟实验结果表明,该路由协议有效地平衡了簇首的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.     

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。     

按需能量多路径的路由协议研究

微机电系统、处理器、无线通信及存储技术的进步促进了无线传感器网络的飞速发展,使得无线传感器网络成为一种全新的信息获取和处理技术,也因此与传统网络有着许多不同之处.介绍了无线传感器网络的特点及其通信协议体系结构,着重讨论了传感器网络路由协议的设计问题.在分层模型基础上,动态地选择汇聚节点和分层模型的能量多径路由协议可使能量均衡,延长网络寿命,提高数据转发率,这也是传感器网络路由设计的主要目标.     

基于移动 Ｓｉｎｋ 的带状无线传感器网络数据汇聚方法研究

无线传感器网络内部能耗不均衡容易导致节点提早死亡,为此大量的能耗均衡路由协议被提出,然而这类方法主要针对环状无线传感器网络。带状无线传感器网络呈长条形分布,传统的能耗均衡路由协议无法发挥节能和能耗均衡的作用。本文提出一种基于移动Sink的带状WSN数据汇聚方法,首先基于节点能耗模型计算簇内节点的平均能耗,然后利用节点平均能耗求取Sink节点的最佳移动速度,最后簇首节点根据它与Sink的距离动态调整数据传输范围,从而实现对带状传感器网络的数据汇聚。实验结果表明该方法具有较好的节能和能耗均衡性,能够有效延长网络的生存周期。     

基于LEACH和PEGASIS的节能可靠路由协议研究

由于无线传感器网络节点的能量是有限的,因此设计能量有效的路由协议是非常重要的。LEACH和PEGASIS是无线传感器网络中典型的层次路由协议。文中在两者的基础上提出了一种改进的节能可靠路由协议,在簇形成过程中低能量簇首节点可以通过寻找替代簇首,均衡负载,避免过早死亡;在簇首之间形成一条链路主干路由,进行数据融合以及多跳传输,并针对链路易断的缺点提出一种可靠传输机制。理论分析及仿真结果表明。新提出的路由协议比LEACH更能均衡并减少能量消耗,延长了网络的生命周期。     

面向环境感知的无线传感网络路由方法综述

路由传输与数据聚合是无线传感器网络中 的两个重要方面,有着广泛的应用。网络的多样性 导致没有普适的路由算法与数据聚合方案,因此对二者进行总结很有必要。对无线传感器网络中的路由方法与数据聚合进行了总结。首先,介绍了典型的无线传感器网络路由方法;其次,面向多类传感器描述了不同的数据聚合与路由方法;然后,阐述了一维传感器网络中的数据收集与路由方法;最后,总结了相关的研究方向和发展趋势。     

无线传感器网络分簇路由协议

在无线传感器网络体系结构中,网络层的路由技术至关重要.分簇路由具有拓扑管理方便、能量利用高效、数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术.分析了无线传感器网络分簇路由机制,着重从簇头的产生、簇的形成和簇的路由角度系统地描述了当前典型的分簇路由算法,并比较和分析了这些算法的特点和适用情况.最后结合该领域当前研究现状,指出分簇路由算法未来的研究重点.     

Optimal data aggregation tree in wireless sensor networks based on improved river formation dynamics

The restricted energy of nodes is one of the most important challenges in wireless sensor networks. Since data transmissions among nodes consume most of the nodes' energy, thus, minimizing the unnecessary transmissions reduces the consumed energy. One of the sources of this problem is the redundancy of raw data that can be eliminated at the aggregation points. As a result, data aggregation can be considered as an effective strategy to tackle the mentioned issue and to optimize the communication energy consumption. In this paper, the sensor nodes are organized in a tree structure, and the data aggregation are done in intermediate nodes at the junction of tree branches. One of the main characteristics of tree protocols is reduction of energy consumption through optimizing the structure of a data aggregation tree. For this, this paper proposes to apply a swarm intelligent algorithm named river formation dynamics. The simulation results show that the proposed algorithm outperforms in comparison to the famous ant colony optimization algorithm in terms of network lifetime. Simulations show that the proposed algorithm makes nearly 4% and 50% improvement in lifetime of wireless sensor networks than ant colony optimization and shortest path routing, respectively.     

权衡能耗与延迟的数据融合算法研究

在无线传感器网络的路由协议中考虑数据融合能极大地提高网络生存期性能,但随之会带来网络可靠性下降、数据传输延迟增加等问题。设计一种新的可权衡能耗与延迟的数据融合算法ECLT,通过二级模糊综合评判的方式来调整原有的路由信息,增加数据传输路径间的交叠,以提高数据融合度、延长网络生存期;同时,传感节点在转发数据的过程中还可根据本身状态来动态调整进行数据融合的等待时间,从而在均衡网络中各节点能耗的同时减少了数据传输延迟。经仿真验证,该算法能在极大的延长无线传感器网络使用寿命的同时降低数据的平均传输延迟。     

CRPD: a novel clustering routing protocol for dynamic wireless sensor networks

A wireless sensor network (WSN) consists of a large number of static or mobile, low-cost, and low-power sensor nodes. And energy is one of the most important factors that should be considered. In this paper, we propose clustering-based routing protocol for dynamic networks (CRPD) to reduce energy consumption and improve energy efficiency through clustering and routing algorithms. The basic idea is to periodically update the network topology and select the node with larger degree and high residual energy as the cluster head to be responsible for data aggregation and transmission. With the nodes moving, joining, and choosing the optimal clustering radius, the energy load of the whole network can be evenly distributed to each sensor node, which can significantly prolong the network lifetime. Extensive simulations show that CRPD is more energy-efficient than the existing protocols.     

WSN中一种基于时空相关性的网内数据聚合路由协议

无线传感器网络越来越多地应用于各种精确监测中。由于网络中节点的部署密度较大,节点周期性地产生数据,网络中出现大量具有时空相关性的冗余数据,这些冗余数据的传送需要消耗大量的能量。为了减少网络中的数据传输量,降低网络的通信开销,提出了一种基于时空相关性的网内数据聚合路由协议TS-INDAR,通过网内数据聚合技术以及对网络中具有时空相关性数据的控制,减少网路中的数据传输量。TS-INDAR通过路由树的建立最大化重叠路由,以提高网络中数据聚合的几率,通过相关区域和时间抑制对网络中具有时空相关性的数据进行控制,根据事件区域与sink节点之间的距离调整相关区域的大小。与已有路由算法相比,TS-INDAR减少了网络中的通信负载,降低了网络中的能量消耗。仿真结果显示,TS-INDAR在确保监测数据准确性的情况下,网络中的能耗较DRINA算法降低了25%,较EAST算法降低了11.6%。     

基于多级模糊评判的高效数据聚集算法

基于多级模糊综合评判,提出一种既可节省传感节点能量又能提高数据聚集度和减少数据传输延迟的高效的数据聚集算法.先由一级模糊综合评判获得路由信息,然后根据路由表中相邻传感节点转发的数据包个数,利用二级模糊综合评判重新选择下一跳传感节点,通过增加原有路径间交叠的方式来高效的提高数据聚集度;然后为了均衡能耗和减少传输延迟提出一种新的聚集定时机制.仿真结果表明,该算法能延长网络生命周期,提高数据包交付率,降低平均传输延迟及提升数据聚集度.     

雾计算中跨层感知分簇路由协议

传统的以数据为中心的路由协议,往往会导致传感网中出现在大量的“能量空洞”或“热点”现象。为了克服上述现象,借助雾计算理论模型,提出了一种基于雾计算跨层感知分簇路由协议（A Cross-layer-sensing Clustering Routing Protocol Based on Fog Computing,CCRP）。该协议通过跨层映射原理,利用感知事件驱动机制将雾节点映射到传感层,构成功能强大的虚拟控制节点,将传感网分簇路由协议的控制过程上传至雾层,通过雾计算实现事件域节点分布式成簇路由汇聚中心,从而建立以映射雾节点为中心的优化数据聚合路由,取代传感网底层路由中的数据,进一步平衡并减少网络负载。在路由协议优化阶段,利用粒子群优化算法（Particle Swarm Optimizations,PSO）采用无竞争开销方式选举一组最佳节点担任簇首,能有效地均衡全网能量的开销,抑制传感器节点能量的快速消耗,延长了网络生存周期。仿真实验表明,CCRP协议能够有效抑制网络开销的同时还可以高效完成对数据的优化过程。     

一种节能的无线传感器网络路由协议的设计与实现

在无线传感器网络的路由协议中,基于簇的路由协议在拓扑管理、能量利用、数据融合等方面具有优势。本文针对目前已有协议能量消耗大、网络寿命短等问题,提出了一种能量感知的基于分布式簇算法的无线传感器网络协议EA-HEED。此协议改进了分布式的簇头选举算法,分配时分复用时隙并在簇头节点建立一棵路由树,从而提高簇头选举效率;设计了休眠冗余节点的簇内活动节点调度算法,减少能耗;采用考虑节点能量和节点与基站距离的簇头节点组织路由树方法、最小化网络开销以及能量负载平衡方法,优化路由协议,有效延长网络寿命。仿真结果表明,与LEACH和HEED协议相比,EAHEED协议可以进一步延长网络寿命。     

一种无线传感器网络的混合路由算法

针对无线传感器网络具有严格的能量限制和有效能量的分散、过量的低比率数据和多节点到单一节点的数据流等特点,提出一种适合于无线传感器网络的混合路由算法(HRA).该算法综合应用以节点为中心路由方式的负载平衡算法、位置为中心路由方式的轨道路由和数据为中心的数据融合等,可改善无线传感器网络在路由、发现和查询方面等通信的性能.经性能分析,该算法能很好地增长网络生命期、减少数据传输量、降低能耗.     

无线传感器网络中改进的HeeD路由协议

在无线传感器网络的路由技术中,基于簇的路由算法在拓扑管理、能耗利用、数据融合等方面都有较强的优势。在分析HeeD协议的基础上,提出了HeeD算法存在的问题,并相应地修改了成簇算法,增强了算法的健壮性。同时通过反应式的广播各节点的通信代价,而不是周期性的在每轮初始化阶段广播,大大降低了节点间广播通信代价的次数,节省了网络的整体能耗。仿真结果也证明了改进后的A-HeeD协议相对于HeeD提高了网络的生命周期。