论文部分内容阅读
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是由大量微型节点组成,并且每个传感器节点能够感知周围环境,能够实时监控感知区域内特定事件的发生,这是无线传感器网络能够被应用于各个应用领域的前提。而且传感器节点常常被部署在人员难以到达的复杂危险区域,并且由于成本、环境的限制,传感器节点通常由电池供电,所以节点具有能量有限、难补给的特点。随着节点能量消耗导致节点死亡而失去工作能力,造成监测区域内出现未被监测的覆盖漏洞的出现。现有的无线传感器网络覆盖漏洞发现和修补算法研究大多是基于传感器节点的地理位置信息已知,但是实际应用中节点的地理位置信息很难获取。因此,本文提出了无位置信息的无线传感器网络覆盖漏洞的发现算法。并且首次将入侵距离作为覆盖漏洞修补的重要参数,提出了基于入侵距离覆盖漏洞的修补策略。节点位置信息未知时,精确发现监测区域内的覆盖漏洞极其困难。本文将对覆盖漏洞的发现问题转化为对漏洞边缘节点的漏洞弧的计算,再由漏洞弧构成覆盖漏洞。为了确定邻居节点的位置,本文提出了节点的二次虚拟移动辅助定位策略。由相邻节点的相对位置,可以获得节点的覆盖弧信息,并且根据节点覆盖弧的关系,进而得到节点的单纯覆盖弧序列,从而判断出覆盖漏洞边缘节点和漏洞弧。漏洞边缘节点往往与多个覆盖漏洞相邻,为了构造最小的覆盖漏洞,本文通过漏洞弧交点的极坐标位置转化来确定唯一相邻的覆盖漏洞边缘节点,实现对无位置信息的覆盖漏的发现。在入侵检测应用中,为了提高入侵检测的精确性,需要对监测区域内存在的覆盖漏洞进行修补,而已有算法对覆盖漏洞的修补往往将网络的覆盖率、节点剩余能量等作为覆盖漏洞修补的重要依据。但这不能真正体现无线传感器网络在入侵检测中的应用特点,因此本文首次将入侵距离(Intrusion Distance,ID)作为覆盖漏洞修补的重要参数。为了保证无线传感器网络入侵检测的及时性,要求入侵者进入网络的移动距离不能超过该网络给定入侵距离的阈值DID,即保证传感器网络的覆盖漏洞直径的最大距离不能超过该入侵距离,因此本文选取覆盖漏洞任意两点之间的最大直线距离作为该网络的最大允许的入侵距离,并在此基础上提出基于入侵距离的无线传感器网络覆盖漏洞修补策略DID-Tor。最后,用MATLAB搭建所需的实验仿真环境,实现了本文所提的无位置信息的覆盖漏洞的发现算法和基于入侵距离的覆盖漏洞的修补算法,并且与节点的位置信息已知时进行对比实现仿真结果表明上述两种方法的有效性。