[发明专利]一种基于Hilbert填充曲线的传感器网络路由方法

摘要

本发明公开了一种基于Hilbert填充曲线的传感器网络路由方法，包括网络初始化阶段和信息发送阶段，网络初始化阶段：部署域中的各个基站将部署域划分为若干子域并进行排序；各基站分别以自身为中心进行广播，传感器接收广播信息并将其标记在相应的状态位；各个传感器间感知其覆盖范围内是否有传感器被标记为“线序”传感器；信息发送阶段：源节点G(h)跳有限洪泛；(k，p)‑路由；G(h)跳基站伪装。本发明采用泰森多边形划分规则对无线传感器网络中各个基站进行部署，通过数据环绕式路由，增强隐私保护的强度；传感器不定期地生成并发送伪消息以扰乱攻击者，提升源节点位置隐私抗攻击的能力。

主权项

1.一种基于Hilbert填充曲线的传感器网络路由方法，其特征在于包括：1)网络初始化阶段：根据泰森多边形划分规则，无线传感器网络中各个基站以其各自位置信息对其部署域进行划分，使得：每个被划分的子部署域Vcell中有且仅有一个基站；给定一个Vcelli及其覆盖的基站qi，则其上任意一点ni到qi的距离小于等于其到其它基站的距离，当且仅当ni位于区域边界点时，等号成立；结合泰森多边形划分规则及Hilbert空间填充曲线，基站通过以下步骤对网络进行初始化：步骤a：部署域中的各个基站使用Hilbert空间填充曲线对其所在泰勒多边形部署域进行排序；各传感器将其所属的Hilbert序号Gcelli记录于其相应的状态码中；步骤b：各个Gcell边界的传感器感知其覆盖范围内同属一个Vcell的最小上Gcell号传感器集及最大下Gcell号传感器集，并根据与其同属一个Vcell基站的相对位置将其分别标记为向心节点集和离心节点集；步骤c：各基站分别以自身为中心进行广播，各个传感器仅接收其所属Vcell的基站的广播信息并将其标记在相应的状态位，状态位包括基站ID、线序标识以及相对于基站在当前线序下的位置标识，边界传感器使用列表记录所有包含它的基站信息；步骤d：各个传感器间感知其覆盖范围内是否有传感器被标记为“线序”传感器，若存在，则根据其与目标传感器的相对线序位置，将其记录在其Next节点集和Prior节点集中；2)信息发送阶段：在预配置和初始化阶段，各传感器节点qi预载入两个对称密钥ki，B，ki和一个哈希函数F；其中，ki，B为qi与基站共享的对称密钥；ki为节点qi与其邻节点共享的广播密钥；信息传输主要包括以下步骤：步骤e：源节点G(h)跳有限洪泛，G(h)为一个随机函数；步骤f：(k，p)‑路由：k表示路由所需选择经过的最大Hilbert填充曲线次数，p为传感器节点以Next节点集或Prior节点集中节点为下一条中继的路由概率，(1‑p)为节点以向心节点集或离心节点集中的节点为下一条候选中继的路由概率，其中，向心节点集或离心节点集的选择由信息的状态位决定，当信息未路由至基站时，相应的状态位为1‑向心节点集；当基站接收到信息后，将其相应的状态位改为0‑离心节点集；步骤g：G(h)跳基站伪装：将信息伪装成一个普通的“中继”节点，当信息被基站接收时，基站将该信息进行有限的G(h)跳转发。