一种安全有效的无线传感器网络数据收集方案.pdf

2014年第33卷第7期
传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies
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种安全有效的无线传感器网络数据收集方案
刘长征,张榮华
(新疆石河子大学信息科学与技术学院,新疆石河子832003
摘要:数据收集技术是无线传感器网络(WSNs)中的重要技术之一。针对无线传感器网络中存在恶意
节点攻击可能造成数据包丢失,给出一种安全有效的无线传感器网络数据收集方案。该方榮首先利用多
路径路由和跟踪反馈机制构造出安全路径,然后再根据安全路径进行数据收集。性能分析结果表明:与基
于随机分散路由的数据收集方案相比,所给方案可以大幅降低数据包被拦截率,具有更高的安全性。
关键词:无线传感器网络;数据收集;多路径路由;反馈机制
中图分类号:TP393
文献标识码:A
文章编号:1000-9787(2014)07-0141-03
A secure efficient scheme of data gathering for WSNS
LIU Chang-zheng, ZHANG Rong-hua
College of Information Science and Technology, Shihezi University, Shihezi 832003, China
Abstract Data gathering is one of the most important technologies in wireless sensor networks( WSNS). Due to
heme of data gathering is proposed. Security paths
are constructed by combining multipath routing mechanism and tracking feedback mechanism, and then data
gathering is carried out based on security path is presented. Property analysis results shows that this scheme can
reduce loss rate of packets and has a higher security by comparing with the scheme of data collection based on
routing.
Key words: wireless sensor networks(WSNS); data gathering; multipath routing; feedback mechanism
量更快,遗用于小规模网络;层次型网络数据收集方式是增
无线传感器网络( wireless sensor networks,WSNs)是通加少数高能量节点或者选举簇头,把网络自组织成不同层
过在监测区域内随机部署大量微型传感器节点,然后利用
次,可增强扩展性;无结构型网络数据收集方式是在传输过
传感器节点协作感知、收集和处理网络覆盖范围内所监测程中自动建立源节点之间的独立集;由独立集中的节点担
的对象信息,被广泛应用在战场监视、目标跟踪、医疗护理
任聚合节点,可获得高效的数据聚合,且不需显式维护传输
农业和环境监测等领域,其基本操作是信息数据收集!。结构。
然而,无线传感器网络中的传感器节点一般分布在危险或
2)基于流量优化的数据收集方案:根据采用技术不
者环境恶劣等无人值守的区域,易被物理捕获而遭受恶意同,分为最大生命期数据收集?、网络相关数据收集和
攻击,成为网络数据收集的“黑洞”2。因而,灵活、安全、QoS感知数据收集?。最大生命期数据收集方式是通过找
高效的数据收集机制成为无线传感器网络一个必须解决的到一个最大生命期数据收集调度方法,获取数据聚合路径
关键问题。无线传感器网络数据收集是指从多个传感器节最优解;网络相关数据收集方式是根据空间邻近和时间邹
点系统地收集环境参数的感知数椐,最终传输到基站进行近节点收集数据的相关性,获得高度约简的收集数据;QoS
处理的过程?。目前,无线传感器网络数据收集技术主要感知数据收集方式是针对某些特殊服务质量要求,侧重获
有三类:
取某些最优信息。
1)基于网络结构的数据收集方案:根据网络结构不
3)基于移动性的数据收集方案:根据移动对象不同,
同,分为平坦型网络数据收集!、层次型网络数据收集分为基于移动观测者的数据收集?和基于移动代理的数
和无结构型网络数据收集?。平坦型网络数据收集方式据收集。基于移动观测者的数据收集方式是利用移动
是所有数据流量都流向基站,使得接近基站的节点消耗能观测者(如斑马或者鲸)从基站开始穿越网络,从附近节点
收稿日期:2014-05-12
*基金项目:兵团青年科技创新资金专项项目(2013CB009);石河子大学重大科技攻关计划资助项目(GXIS2011-ZDCC04-02