面向监测应用的传感器网络关键技术研究

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wawayu0bell212
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感器网络提供了一种新的信息感知和采集方式,是未来普适计算的重要技术基础。随着技术的成熟和市场的推广,无线传感器网络将应用于越来越多的领域,其中最主要的一个应用就是监测。本文的研究工作是以战场监测为主要应用背景,从无线传感器网络的流量分布特性、负载均衡、在线数据收集、拓扑控制、移动数据收集和安全性等多个方面展开系统研究,为建立基于无线传感器网络的战场监测系统提供了基本的理论和技术基础。本文取得的创新性成果在于:(1)从微观角度研究了拓扑传输结构对于传感器网络数据传输的影响,提出了多对一的离散网络空间下任意节点负载密度的定义和分布式算法。节点负载密度可以准确描述离散空间下传感器网络的流量负载分布,并由此估计出各个节点的能耗速率差异。给出了准负载均衡的条件,通过改变拓扑传输结构能够实现绝大多数节点的负载均衡。提出了一种多Sink自适应部署算法,能够把整个传感器网络近似均匀地划分为多个子网。(2)提出了一种低延迟和高能效的在线路由算法ODMLR,结合了最短路径路由策略和最大剩余能量策略的优点,能够根据节点的剩余能量及其在分层网络拓扑中的位置动态选择最优的路由策略。ODMLR是一种分布式局部化算法,只需要根据局部信息动态决定下一跳,适合于拓扑动态变化的无线传感器网络,即使不知道查询请求和事件源的先验知识,也可以实现低延迟和高能效的自适应在线路由。(3)提出了一种新的拓扑感知的最小连通支配集(MCDS)启发式算法——TACDS,并证明了其正确性。提出了一种节点转发因子的新概念,能够准确描述节点对于整个网络拓扑的影响力。以局部转发因子作为选择支配节点的优先级标准,减小了支配节点选择的盲目性,TACDS算法能够根据2跳内的局部拓扑信息快速构造出较小的CDS,从而得到基于该支配集的虚拟骨干网。仿真结果表明该算法优于其他的分布式CDS算法,可以更好地近似MCDS。(4)提出了一种移动Sink的自适应移动策略。基于TACDS算法,由传感器网络通过自组织方式自动解决Sink驻留节点集的选择问题。利用遗传算法确定最优的遍历路径,降低了不可控制的随机移动所导致的高延迟和低效率,在低延迟的同时保证了对于传感器网络的全覆盖。通过简单扩展到多移动Sink机制,可以成倍降低数据延迟,同时还提供较高的数据成功发送率。对于存在区域自治子网的传感器网络监测系统,提出了一种基于混合计算模型的传感器网络数据收集机制。(5)研究了移动数据收集中的安全性问题,提出了一种最小特权的双向认证协议。在双向认证过程中同步建立共享的会话密钥,能够保证移动实体和目标节点之间的安全数据传输,并容忍移动实体和传感器节点被俘获所造成的影响。移动实体和目标节点只需要接收一次对方发送的消息,就可以验证对方的合法性。由基站限制移动实体的特权,只赋予移动实体完成数据收集任务所需的最小特权。利用单向散列函数保证数据收集任务的完整性。
其他文献
<正>在我国上古时代,人生的四大礼仪(诞生礼、成年礼、婚礼、丧礼)中,并没有生日礼。人们只记得出生时的大致节令,来年何时"重复这一日子",和历法有关,也是较为复杂的数学运
移动Ad Hoc网络是一种由一组带有无线收发装置的移动主机组成的多跳、临时性自治系统。网络中所有的节点地位平等,每个移动终端具有路由器和主机两种功能,其组网的无基础设施
<正> 药酒为中药传统剂型。临床用于风寒湿痹、祛风活血、止痛散瘀,效果较佳。目前主要生产工艺有三种:常温渗漉法,热回流法和温浸法。无论那种生产方式,均存在下述问题: 1.
建设吉泰走廊经济区,对实现吉安在中部崛起具有重要意义。本课题通过对金融支持吉泰走廊经济区发展开展调查,分析了金融支持吉泰走廊经济区发展的现状,指出金融支持存在的问
我国的契税征收工作尚未步入正轨,有的地方甚至硬性规定契税由房产和土管部门代收代缴,这一做法与相关法规政策相违,不仅加重了代征部门的额外工作负担,也使契税征管游离于征管主
量子通信和量子密码学是传统密码学和量子力学相结合的产物,为信息的安全传输提供了一种全新的方法。不同于以数学问题为基础的传统密码体制,量子密码学的安全性是由海森堡测
猪流行性腹泻(Porcine epidemic diarrhea,PED)是由冠状病毒科,α冠状病毒属成员的猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的以严重腹泻,伴有呕吐,脱水,食欲下降等特征的一种高度接触性烈性肠道传染病,主要危害仔猪,对于仔猪有极高的致病率以及致死率,严重危害养猪业的健康发展。自1971年首次在英国发现以来,该病已经陆续蔓
文章通过改进经典的前处理方法,我们提取、分离、检测鱼肉中的硝基苯。该方法具有较好的精密度和较高的回收率,检出限为3ug/kg。
目的比较0.02锥度与0.06锥度牙胶尖在充填同一锥度根管时临床疗效的差异。方法选择大坪医院口腔科就诊的牙髓病或根尖周病患者80颗,按就诊顺序排列随机分为两组,分别采用0.02
数字通信技术的最终目标是在系统允许的最大速率(信道容量)下,可靠的传输信息。实现这一目标的途径之一就是采用信道编码技术。低密度奇偶校验码(LDPC)码的诞生和发展使人们更加