[发明专利]一种基于幻影路由的无线传感器网络源节点位置隐私保护方法

权利要求书

1.一种基于幻影路由的无线传感器网络源节点位置隐私保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)网络初始化；在网络部署完成后，基站节点开始向网络中广播初始化信标，初始化信标中包含跳数值、基站节点的位置和跳数阈值信息；当普通传感器节点接收到初始化信标后，会从接收到的初始化信标中获取跳数值、基站节点位置和跳数阈值信息，并将该信标处理后广播给自己的邻居节点，最后，网络中所有节点都能根据邻居节点的跳数值生成邻居列表；

(2)生成幻影源节点；当源节点需要发送事件信息时，首先根据自己记录的跳数值和基站节点的位置确定预期的幻影源节点位置，然后通过路由算法将数据包向预期的幻影源节点位置发送，当数据包抵达预期位置的设定范围内时，根据路由算法确定最终的幻影源节点；

(3)幻影源节点通过随机路由将数据包发送给基站节点；

当网络中有节点感知到事件信息，需要传递相关信息时，其自动成为源节点，所述步骤(2)计算预期幻影源节点位置和确定最终幻影源节点位置的具体过程为：

首先，源节点会以基站节点所在位置为原点，以基站节点和自身连线为横轴，基站节点指向自身方向为横轴正方向建立平面直角坐标系，并将坐标系从0°开始均分为12个圆心角为30°的扇形区域，然后源节点根据自身记录的跳数值决定采用策略A还是策略B来生成幻影源节点；

所述策略A具体为：

若源节点自身记录的跳数值不大于跳数阈值，则源节点每次发送数据包都从90°～270°范围内的扇形区域中随机选择一个，被前一个数据包选择过的区域除外，然后从该扇形区域中随机选择一个角度α作为预期幻影源节点所在的角度；接着，源节点从远距离列表FL中随机选择一个邻居节点作为下一跳，并将数据包发送给该选中的节点，接收到数据包的节点重复上述过程；当数据包通过远距离列表FL中的节点完成两次传递后，此时接收到数据包的节点称为中间节点；中间节点会根据预期幻影源节点所在的角度选择接下来的数据包传递方向是顺时针还是逆时针，若预期幻影源节点的角度为90°～180°，则选择方向为逆时针；若预期幻影源节点的角度为180°～270°，则选择方向为顺时针，方向确定后，中间节点将从等距离列表EL中随机选择指定方向的邻居节点作为下一跳；当节点接收到数据包后，会以基站节点为顶点计算出自身、源节点与基站节点形成的夹角θ，若满足θ≥α，则当前节点作为幻影源节点；否则继续从自身的等距离列表EL中随机选择指定方向的邻居节点作为下一跳，并将数据包传递给选择的节点，直到节点自身、源节点与基站节点形成的夹角θ满足θ≥α，则将其作为幻影源节点。

2.根据权利要求1所述的一种基于幻影路由的无线传感器网络源节点位置隐私保护方法，其特征在于：所述步骤(1)中的当普通传感器节点接收到初始化信标后，会根据初始化信标记录下自己的跳数值、基站节点的位置信息和跳数阈值，并将信标处理后再次广播给自己的邻居节点，最后，网络中所有节点都能根据邻居节点的跳数值生成邻居列表，具体为：

每个普通节点在首次接收到初始化信标时，会将信标中的跳数值加1，并记录和保存下跳数值、基站节点位置和跳数阈值信息；

然后将前述记录和保存的信标广播给自己的邻居节点，若此后再次接收到信标，只用于生成或更新邻居列表，不再广播信标；

最终，每个节点都能知道基站节点的位置，并根据邻居节点到基站节点的跳数值生成邻居列表；网络中的各个节点可根据定位算法得知自身的位置。

3.根据权利要求2所述的一种基于幻影路由的无线传感器网络源节点位置隐私保护方法，其特征在于：每个节点将都生成三张邻居列表：近距离列表CL、等距离列表EL和远距离列表FL；其中，近距离列表CL中保存距离基站节点的跳数值比自身小的邻居节点，等距离列表EL中保存距离基站节点的跳数值与自身相等的邻居节点，远距离列表FL中保存距离基站节点的跳数值比自身大的邻居节点。