[发明专利]一种分布式架构的无线传感器网络干扰区域映射方法

摘要

本发明涉及一种分布式架构的无线传感器网络干扰区域映射方法，其步骤包括：首先，网络自下而上形成具备节点层，簇头层，sink层的三层分布式架构；其次，通过节点层与簇头层、簇头层与sink层之间的两两交互，以丢失或不完整的数据报告为依据实现自下而上的干扰攻击识别；随后依赖sink层的数据包进行分解，自上而下开展簇头级干扰区域映射和节点级干扰区域映射，逐级提高映射结果的精度；最后利用凸包算法将地理位置上相邻的受干扰簇进行区域合并，降低单独存储分析各受干扰簇的复杂度。本发明能够在不需要额外硬件支持，不改写底层MAC协议的前提下获取干扰区域的位置和形状，对于传感器网络的干扰攻击防御具有广泛的应用价值。

主权项

一种分布式架构的无线传感器网络干扰区域映射方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：三层分布式架构的网络实现网络自下而上分为节点层，簇头层，sink层；节点层位于网络最底层，负责节点分簇和数据感知，分簇后的节点与其对应簇头需保持一跳通信范围内，节点层各节点将感知数据发送给所属簇头，簇头在簇头层进行数据汇聚，并将汇聚后的数据报告发送给sink层，完成自下而上的数据传输；步骤二：sink通过数据包分解识别干扰攻击，同时转入干扰区域逐级映射阶段分簇后网络中各节点与其簇头保持一跳距离，当簇内节点受到干扰攻击后对外表现为簇成员无法发送数据给簇头，或簇头无法接收簇成员数据，最终sink层收到来自簇头层的数据报告，通过匹配簇头个数与数据报告个数，sink发现存在簇头报告丢失，此外，在接收的数据报告中同时包括信息丢失完整的簇头报告和信息不完整的簇头报告，sink层基于存在簇头报告丢失现象和接收到信息不完整的簇头报告识别干扰攻击；步骤三：簇头级干扰区域映射sink层基于丢失的簇头报告和信息不完整的簇头报告，将干扰区域初步映射到未上传数据报告的簇头所属簇的位置和上传数据报告但信息不完整的簇头所属簇的位置，同时将所有成功接收到的数据报告中出现的节点识别为信任节点，丢失ID信息的簇内节点判定为干扰节点；步骤四：节点级干扰区域映射簇头级映射出的受到干扰攻击的簇中，存在部分波及节点，波及节点自身处于干扰范围外，但因其簇头处于干扰范围内，波及节点的数据无法被簇头接收、上传给sink层，从而被簇头级映射误判为干扰节点，节点级干扰区域映射利用信任节点排查上述节点，将其从受干扰簇的区域中剥离，提高簇头级干扰区域映射的映射精度；步骤五：干扰区域合并节点级干扰区域映射的结果通过信任节点上传至sink，sink将地理位置上相邻的受干扰簇进行区域合并，降低单独存储分析各受干扰簇的复杂度。