[发明专利]一种基于邻居时间和信誉模型的移动无线传感器网络数据采集方法

说明书

本发明公开了一种基于邻居时间和信誉模型的移动无线传感器网络数据采集方法。根据传感器节点一直在移动的特点，引入了层次网络模型。层次网络模型使得本发明提出的算法不依赖路由表，能够实时响应节点移动造成的网络拓扑结构变化。本发明提出了邻居时间、多路转发和数据补偿机制，绕过了路由和提高数据的发送成功率。本发明提出了信誉模型，该模型通过转发信誉对数据进行过滤，防止恶意节点伪造数据攻击网络，通过下一跳选择信誉来识别恶意节点，平衡网络能量消耗，提高网络寿命，保证了协议和网络的安全。通过身份认证机制来跟踪被识别出的恶意节点，防止恶意节点通过身份洗白而继续攻击网络。

在介绍本发明之前先定义几个概念：

定义1：邻居时间，它表示从当前时刻(t)开始，节点N_i和N_j之间的邻居关系还能维持多 久，用符号表示。邻居时间代表了，两个节点在一次相遇过程中能够通信的时间。

定义2：发送成功率P_i,j，它表示邻居节点N_i和N_j之间一次通信成功的概率。

定义3：节点层高level，表示当前节点和sink节点之间的欧式距离与节点通信半径的比 值。

定义4：内层邻居，层高小于当前节点且和当前节点是一跳邻居关系。

技术领域

本发明涉及无线传感网技术领域，尤其涉及传感网中的数据收集，具体是一种基于邻居 时间和信誉模型的移动无线传感器网络数据采集方法。

背景技术

由于无线传感器网络所具有的低成本、易于部署、可以实时监测目标的一些物理信息、 并且具有可以代替人类长时间工作在恶劣环境中的优点，其得到了广泛的应用。无线传感器 网络最初起源于军队，通过将大量无线传感器节点部署到敌人阵地使军方可以实时监视敌人 的行动以及敌人军火分布等重要信息，有利于军方采取及时有效的行动措施。但是将无线传 感器网络部署到敌人阵地等恶劣环境中使其面临着众多的安全问题。从安全的角度来说，需 要格外注意的就是安全的数据采集协议。以下几个因素增加了数据采集协议设计的难度：1) 由于无线传感器网络使用的是无线信道，而该信道直接暴露在外界环境中，且传感器节点之 间使用广播的方式进行通信，这就增加了通信信息被窃听和伪造的风险。2)由于传感器节点 受到存储空间、计算能力等各种资源限制，使得现有的一些安全技术如非对称密钥技术不能 直接应用到无线传感器网络中。3)在移动无线传感网络中节点一直在移动，网络的拓扑结构 一直在变，传统的基于路由表的路由方式，无法实时响应网络拓扑结构的变化。4)开放的部 署环境，在组网之前节点之间相互不确定身份，因此容易混入恶意节点，这些恶意节点可以 通过伪造信息、发布虚假层高、选择性转发等攻击手段攻击网络。因此，如何保证安全可靠 的数据收集是设计移动无线传感器网络面临的一项重要的挑战。