无线传感器网络能量优化及安全路由算法

发布时间：2017-05-18 03:10

  本文关键词：无线传感器网络能量优化及安全路由算法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息技术的飞速发展以及物联网应用需求的扩大，具有环境监测感知能力的无线传感器网络成为热点的前沿研究领域，广泛应用于工业生产、环境监测、智能建筑、医疗保健和军事等领域。由于无线传感器网络自身具有信道开放度高、资源受限严重、分布式拓扑结构等特点，，使得无线传感器网络的能量消耗和安全威胁成为制约无线传感器网络发展的重要问题。 本文针对无线传感器网络节点能量利用效率、能量消耗均衡性以及网络面临安全威胁因素而影响网络生存周期和网络正常交付功能的问题，提出了一种基于网络安全信任的能量优化路由算法。 本文对无线传感器网络遭受的安全攻击情况进行了分析，结合无线传感器网络的特点，提出了一种应用于无线传感器网络中的安全信任评估机制，通过传感器节点的交付行为对节点进行评估，并综合考虑节点自身的主观评估和其他节点的信任值推荐，建立效易于实现的无线传感器网络信任评估模型。 借用物理学中势场的概念，利用节点深度、区域能量、节点剩余能量和安全信任值信息建立四个势场，并将它们统一成一个整合的势场。利用该势场函数来确定节点的路由选择，以达到对传感器网络能量效率、能量平衡和安全性优化的目的。 最后，文章在Matlab平台进行仿真，通过对比验证证实了了算法和安全机制的性能。仿真结果显示，算法能够有效规避低能量区域的低剩余能量和低安全性节点，通过高能量区域的高剩余能量和高安全性节点传输数据包，均衡了网络中的能量消耗，保证了网络路由的安全性，延长了网络寿命并且大大提高了网络的吞吐率。并对全文进行总结，展望了未来的研究方向。
【关键词】：无线传感器网络 网络安全 能量均衡 信任机制
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 能量消耗和安全算法的国内外研究现状9-16
• 1.3 主要研究内容16-17
• 1.4 章节安排17-18
• 第2章 无线传感器网络18-26
• 2.1 无线传感器网络系统结构18-19
• 2.2 无线传感器网络能量消耗分析19-21
• 2.2.1 无线传感器网络能量消耗特性19-21
• 2.2.2 无线传感器网络能量消耗模型21
• 2.3 无线传感器网络安全分析21-25
• 2.3.1 无线传感器网络安全特点21-22
• 2.3.2 无线传感器网络安全攻击22-25
• 2.4 小结25-26
• 第3章 无线传感器网络安全信任机制设计26-32
• 3.1 信任的定义26-27
• 3.2 信任的特点27
• 3.3 安全信任机制设计27-31
• 3.3.1 安全信任结构27-29
• 3.3.2 路由信息29
• 3.3.3 直接信任值描述29-30
• 3.3.4 间接信任值描述30-31
• 3.3.5 安全信任模型计算31
• 3.4 小结31-32
• 第4章 无线传感器网络能量优化及安全路由算法设计32-45
• 4.1 能量优化安全路由算法设计思想32-33
• 4.2 势场理论33-34
• 4.3 基于势场理论的能量优化及安全路由算法设计34-44
• 4.3.1 深度势场35-37
• 4.3.2 能量势场37-40
• 4.3.3 安全信任值势场40
• 4.3.4 路由算法设计40-44
• 4.4 算法评价44
• 4.5 小结44-45
• 第5章 仿真实验与分析45-54
• 5.1 仿真设置45-46
• 5.2 仿真结果及分析46-53
• 5.2.1 算法性能对比仿真分析46-51
• 5.2.2 安全机制参数影响仿真分析51-52
• 5.2.3 势场参数影响仿真分析52-53
• 5.3 小结53-54
• 第6章 结论54-55
• 参考文献55-59
• 在学研究成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：无线传感器网络能量优化及安全路由算法，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375015