[发明专利]一种分簇的非加密式隐私保护数据融合方法

摘要

本发明公开了一种分簇的非加密式隐私保护数据融合方法，涉及无线传感器网络领域。首先在网络中构建梯度拓扑结构，并根据不同梯度簇头节点与簇成员节点能耗的比值，确定每个簇头节点所需要的备用簇头节点的数目；随后实现网络均匀分簇。汇聚节点为每个传感器节点分配独立的隐私保护配置信息，各节点根据该信息对自己的感测数据进行隐私保护定制，并将隐私保护数据发送给簇头节点进行簇内的数据融合操作。中继簇头节点进一步对隐私保护数据包进行数据融合操作并最终转发至汇聚节点处。汇聚节点将收到的数据进行再融合，即可根据隐私保护配置信息恢复出感测信息的全局融合值。计算复杂度低，能量有效性高。

主权项

1.一种分簇的非加密式隐私保护数据融合方法，其特征在于，包括网络分簇初始化、簇内隐私保护数据融合、簇间隐私保护数据融合和汇聚节点处融合值恢复四个步骤，具体如下：S1网络分簇初始化，汇聚节点在网络中广播梯度建立信息GE，各传感器节点根据接收到的梯度建立信息GE确定自己与汇聚节点之间的梯度值；确定各个不同梯度值的传感器节点被选举为簇头节点的概率，通过竞争机制选举簇头节点，其他传感器节点发送加入请求消息成为簇成员节点或者成为该簇的备用簇头节点，完成整个网络的分簇梯度拓扑结构的构建；S2簇内隐私保护数据融合，汇聚节点向网络中各簇成员节点、备用簇头节点和簇头节点发送隐私保护数据配置信息；各节点根据从汇聚节点处收到的所述隐私保护数据配置信息，对自己的感测数据进行伪装数据填充，并将隐私保护数据从簇成员节点发送给簇头节点，在簇头节点处进行簇内的数据融合操作；S3簇间隐私保护数据融合，在簇头节点完成簇内数据融合操作以后，将隐私保护融合数据包发送给距离汇聚节点更近的中继簇头节点；中继簇头节点将收到的隐私保护融合数据包与当前簇内的隐私保护融合数据包进行进一步的最大值或最小值融合，并转发至下一跳中继簇头节点，最终将其转发至汇聚节点处；S4汇聚节点处融合值恢复，汇聚节点将其邻居节点发来的隐私保护融合数据进行再融合，得到含有感测信息的全局融合值的隐私保护消息；扫描全局真实位置集合GTPS所示的位置，恢复出感测信息的全局融合值，从而完成整个隐私保护数据的融合过程；所述步骤S1中还包括根据不同梯度簇头节点能耗与簇成员节点能耗的比值，确定每个簇头节点所需要的备用簇头节点的数目；每个簇头节点所需要的备用簇头节点的数目由以下公式决定，其中，CS表示簇大小，即簇内节点数目，i为梯度值，ECRx表示每字节数据的接收功率放大器能耗，ECDA表示每字节数据的融合功率放大器能耗，ECTx表示每字节数据的发送功率放大器能耗，ECamp表示每字节数据的传输功率放大器能耗，d为传输距离，α为传输损耗指数，且α≥2。