基于传感器网络的学生心理健康信息自动集成系统

为了迅速、准确获取学生的心理健康信息数据,设计了基于传感器网络的学生心理健康信息自动集成系统。采集学生心率及呼吸速率信号,通过传感器网络获取学生心理健康信息数据;利用智能处理单元整合学生心理健康信息数据,利用心理测评模块检测输入的心理测试信息,判断学生心理健康是否异常;将传感器检测的心率与呼吸速率数据的功率谱密度作为挖掘指标,采用线性函数得知学生心理反应状态,并分别将检测结果传输到数据库和客户端,完成心理健康信息的存储与展现。实验表明:该系统集成信息准确率高,数据丢包率低,能够直观展现的学生心理健康信息。

异构传感器网络的用户认证和密钥协商协议研究

物联网应用的安全和隐私保护问题是制约其进一步发展的关键因素,该文针对物联网中外部用户需要直接访问传感器节点获得信息的应用需求,基于异构传感器网络设计一个用户认证和密钥协商协议,保证信息传输的安全。协议在实现对所有参与者身份认证的同时,完成了用户和传感器节点之间的密钥协商。最后,该文从安全性和执行效率两个方面对所设计协议进行分析、比较,结果显示所设计协议是安全、高效的。

无线传感器网络中面向紧急信息可靠传输协议

在无线传感器网络的监测领域,紧急信息的可靠传输成为关键问题。该文研究了面向紧急信息可靠传输的特点,提出一种适用于无线传感器网络的紧急信息可靠传输协议。该协议采用全新的拥塞控制方式,将缓冲区队列长度与队列长度变化率相结合,并引入状态机对节点的拥塞程度进行评估。节点在本地计算其拥塞度,并以此对其工作状态进行划分,进而采用不同的速率、带宽调整策略。仿真结果表明,该协议保证了紧急信息的可靠传输。

用于传感器网络周期性数据收集的自协商分时MAC协议

针对传感器网络周期性数据收集的数据流特点,提出了基于自协商时隙分配机制的自协商分时MAC协议。该时隙分配机制无需集中式处理,具有自适应、分布式、本地化等特点。仿真结果表明,本协议的有效数据收集率及最大数据延时与增添ACK重传机制后的TAG协议相当,而能耗却仅为后者的1/30。

面向用电信息采集系统的无线传感器网络MAC协议研究

针对用电信息采集系统簇头采集器缓存占用率过高且易造成网络拥塞的问题,提出一种节点优先级自适应的PA-MAC(priority adaptive MAC)协议,根据缓存占用率动态调整节点优先级,增强缓存占用率高的节点的信道竞争力,增加节点的数据发送量,使得缓存占用率维持在较理想的水平;然后采用分布式算法,利用节点发送数据包的传输情况评估网络负载状态,结合缓存占用率及当前竞争窗口取值范围,调整竞争窗口的变化,降低数据包的碰撞概率。仿真结果表明,本算法有效缓解了采集器节点的缓存压力,提高了用电信息采集系统本地网络在归一化吞吐量、丢包率及有效传输数据量等方面的性能。

水声传感器网络基于深度信息的安全路由协议

水声传感器网络(Underwater Acoustic Sensor Networks,UASNs)具有开放共享、低带宽、长时延等特性,为保证水下节点的通信安全,提出了基于水下节点深度信息的一种新的水声传感器网络安全路由协议。与其他算法相比,所提出的安全路由协议相对较为节能,安全性分析表明该算法能够有效保证节点身份、路由和数据等关键信息的私密性,利用NS2网络仿真软件对路由协议的时延、能耗和数据包交付率进行了仿真,仿真结果表明该安全路由协议能适用于水声传感器网络中。

基于LT喷泉码的无线传感器网络信息分发协议性能评价

无线传感器网络中,设计可靠的网络协议是困难的.在协议设计中采用纠删码,发送端将数据进行编码并发送,接收端只要接收到足够多的编码包,就能够恢复原始数据包.在TinyOS系统中设计并实现了基于LT喷泉码的信息分发协议,在TOSSIM模拟环境中对其进行了性能评价.模拟结果表明,基于LT喷泉码的信息分发协议能够在降低网络负载的同时提高网络的可靠数据传输.

基于RS纠删码的无线传感器网络信息分发协议性能评价

无线传感器网络中,传感器节点的能量、存储和计算能力有限,且无线传感器网络具有数据链路不对称、拓扑易变化等特点,设计节能可靠的网络协议是困难的。设计良好的网络协议不仅能降低网络的负载,还有助于节省传感器节点的能量,从而延长网络的生存周期。在无线传感器网络操作系统TinyOS平台上实现了基于RS纠删码的信息分发协议,并理论分析了在单跳情况下的协议性能,最后在仿真环境TOSSIM上模拟比较了在多跳、多路径情况下该信息分发协议和洪泛分发协议的性能。模拟仿真表明,提出的基于RS纠删码的信息分发协议明显减少了发送方发送数据包的数量,同时提高了节点的报文接收率,从而达到了降低网络能耗的目的。

基于位置信息的无线传感器网络路由协议的改进

作为一种短距离低功耗的通信技术,ZigBee广泛应用在各种无线传感器网络中。随着物联网的发展,ZigBee中经典的AVOD路由协议在节能、安全性和稳定性方面暴露出了较大的缺陷。针对这些缺陷,该文提出了基于GPS模块提供的位置信息对ZigBee路由算法进行改进,根据传感器的位置信息控制传感器之间的洪泛路由,有效地降低系统的功耗,同时动态调整传感器发射信号的功率,降低功耗的同时保证系统的安全性和稳定性。

一种新的基于地理信息的多媒体传感器网络路由协议

无线多媒体传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术,更多地关注于音频、视频、图像等大数据量、大信息量的多媒体数据的采集与处理,在军事、民用及商业领域中具有广阔的应用前景。传统的基于地理信息的路由协议并不适用于多媒体传感器网络。提出一种基于纯地理信息的路由协议,该协议调整网络节点的通信覆盖半径,然后利用改进的贪婪算法建立路由。仿真实验表明,该算法能够显著延长网络节点生存时间和延长网络整体生存时间。

基于格的无线传感器网络密钥协商协议

目前大多数密钥协商协议的安全性都是建立在大整数分解、离散对数问题等传统数论难解问题上,但这些问题已经被证明不能够抵抗量子攻击。为了避免后量子时代的安全危机,利用格上坚实的安全基础和更高的计算效率,提出了一种基于格的无线传感器网络密钥协商协议,该协议采用格上无需原像抽样操作的算法。通过概率输出认证信息,使输出认证信息的分布与认证主体的私钥无关。传感器节点仅需较少的步骤,就能够以很高的概率进行密钥协商。理论分析与结果表明:传感器节点之间只在需要通信时才建立相应配对密钥,节点之间能相互验证密钥的有效性,可以抵抗假冒、重放和伪造等攻击。该方案在增强网络安全性的同时有效的减少了节点的通信能耗。

基于无线传感器网络的SPIN路由协议改进方法

重点讨论了SPIN协议,并提出了一种改进的SPIN协议——M—SPIN。该协议在SPIN基础上加入安全机制,以保证消息的完整性和正确性,主要采用的是消息认证码(MAC),但用户也可根据需要选择数字签名等其他安全机制。并将广播改为多播,在ADV消息中加入目标节点列表。并对M—SPIN协议在节点的能量消耗和网络安全性方面进行了分析,结果表明:M—SPIN协议不仅提高了安全性,还平衡了节点的能量消耗,延长了网络的生命周期。

基于信息素的无线传感器网络LEACH-M协议改进

针对移动无线传感器网络LEACH-M协议随机选举簇首,导致节点能耗不均匀、网络生命周期短等问题,提出了一种选举最佳簇首的ECHS(enhanced cluster head selection for LEACH-M)路由协议,将节点剩余能量与网络平均能量比较,筛选候选簇首节点,并定义信息素来衡量各候选簇首节点担任簇首的能力,保证簇首的选举兼顾节点的能量和移动性。仿真实验结果表明,该协议与LEACH-M协议相比,可有效均衡整个网络的能量消耗,延长网络寿命。

基于位置信息的无线传感器网络路由协议的设计与实现

为了提高AODV协议的有效性,利用节点位置信息,对AODV协议广播范围进行限制,设计了一种基于位置辅助的无线路由协议。利用搭载NanoLOC无线模块的无线节点实现了该协议,并通过与sink节点通信的上位机进行了验证。

无线传感器网络中的群密钥协商协议研究

无线传感器网络由大量随机分布的传感器节点组成,这些节点在各自的环境进行信息采集、数据处理,并将信息传输至数据终端。文章提出了一个健壮的、可证明安全的可认证群密钥协商协议,该协议满足实用性、简单性和强安全性的要求。本文提出的可认证群密钥协商协议是基于椭圆曲线、双线性映射和Burmester和Desmedt协议实现。该协议通过两轮广播完成群会话密钥协商,比以前可认证群密钥协商协议需要更低的计算和通信开销。

一种综合优化的矿用无线传感器网络路由协议

在深入分析煤矿安全监测应用对无线传感器网络特殊要求的基础上,提出了一种综合优化的分簇路由协议。通过多方面优化成簇和簇头选举机制改善了簇头分布及"热区"问题。提出创新性的"局部协商"策略使分簇路由中"重叠现象"得到有效的解决,最大限度地节约了节点能量。仿真结果表明:该协议有效延长了网络存活时间。

基于生物特征标识的无线传感器网络三因素用户认证协议

为满足高安全级别场景(如军事、国家安全、银行等)的应用需求,进一步提高无线传感器网络用户认证协议的安全性,提出了基于生物特征识别的三因素用户认证协议.针对Althobaiti协议无法防御节点妥协攻击、模拟攻击、中间人攻击和内部特权攻击的安全缺陷,增加智能卡和密码作为协议基本安全因素,并利用生物特征标识信息生成函数与回复函数处理的生物特征标识作为附加安全因素;在密钥管理中,为每个节点配置了与网关节点共享唯一密钥,保证认证过程的独立性与安全性;实现用户自主选择与网关节点的共享密钥,提高公共信道通信的安全性;在网关节点不参与的情况下,设计密码和生物特征标识更新机制,保证二者的新鲜性.通过Dolev-Yao拓展威胁模型的分析与AVISPA的OFMC分析终端的仿真,结果证明该认证协议克服了Althobaiti协议安全缺陷,且对计算能力的需求小于公钥加密.权衡安全性与计算成本,该协议适用于资源受限且安全需求高的无线传感器网络应用.

一种有效的无线传感器网络密钥协商方案

针对无线传感器网络能量、计算能力、存储空间以及带宽等局限性问题,提出了一种适合无线传感器网络的密钥协商方案EKASFWSN(Efficient Key Agreement Scheme for Wireless Sensor Networks).该方案首先运用身份加密(IBE)算法预置网络系统参数并通过计算获得节点的相关参数;然后节点使用组播技术向邻居节点广播其ID号并利用Diffie-Hellman密钥交换技术和IBE算法安全地交换节点间的相关参数、计算节点的密钥;最后利用计算获得的节点间共享密钥使用对称密码方法对网络消息进行加、解密.与目前在WSNS研究中比较流行的传统网络密钥协商方案进行的理论分析和仿真实验,结果表明:EKASFWSN方案较好的解决了无线传感器网络在计算能力、能量、存储空间和带宽等方面的局限性问题;并通过密钥交换和身份加密等技术提高了节点通信的安全.

无线传感器/执行器网络中的定向简单竞拍聚合协议

在无线传感器/执行器网络(WSAN)中,移动执行器(actor)节点之间需要通过协商进行任务分配来响应产生的服务请求,其目标是尽可能减少协商时的通信开销和对事件的响应时间。现有的解决方案中,基于市场竞拍的分布式简单竞拍聚合协议(SAAP)比较适合资源受限的WSAN网络。在SAAP的基础上提出了一种定向的竞拍聚合协议DSAAP,该协议根据方向信息对下一跳子节点进行筛选,同时限制回传的信息,以减少竞拍过程中的消息转发。通过实验与现有的SAAP进行比较,发现该协议在最优节点发现率和选出节点与最优节点距离比这两个参数性能不降低的前提下降低了通信开销。

无线传感器网络在农作物环境信息监测中的应用

传感器已经被广泛的应用于工业、军事等方面。由传感器节点构成的无线网络也已经成为现今研究的热门问题。无线传感器网络在农业中尤其是在农作物信息检测中的运用是将智能化、自动化应用于农业中的最好的手段之一,而选择良好的协议标准也将会是解决问题的关键。