《传感器网络》课程论文
《传感器网络》课程论文 安全技术
姓名： 学院：信息科学技术学院 专业：电子信息工程 学号： 摘要：无线传感器网络是由数量众多的传感器节点通过无线通信技术以自组织
方式构成网络。在民用和军用方面有着非常广泛的应用前景，但是目前在无线传感器网络的研究中仍有许多问题没有解决，例如：路由协议、定位技术、网络安全等等。传感器网络技术主要依赖节点位置建立网络的空间关系，从而报告监测事件，并且节点位置也是协助路由等网络功能的重要基础。然而由于传感器网络主要应用在无人值守的敌对环境下，网络节点的定位是很容易被敌方的攻击,这种脆弱性决定了安全问题在定位过程中的重要性。目前无线传感器网络的应用越来越广泛，已涉及国防军事、国家安全等敏感领域，安全问题的解决是这些应用得以实施的基本保证。WSN一般部署广泛，节点位置不确定，网络的拓扑结构也处于不断变化之中。另外，节点在通信能力、计算能力、存储能力、电源能量、物理安全和无线通信等方面存在固有的局限性，无线传感器网络的这些局限性直接导致了许多成熟、有效的安全方案无法顺利应用。正是这种“供”与“求”之间的矛盾使得无线传感器网络安全研究成为热点。
关键词：传感器网络、安全密钥、安全认证
一、 无线传感器网络的安全性分析 无线传感器网络的研究重点包括能量控制、容错机制、路由选择、数据融合以及网络安全问题。其中，网络安全协议问题十分重要。由于无线传感器网络受到的安全威胁与传统网络所受到的安全威胁不同，所以现有的网络安全机制不适合此领域，需要开发针对无线传感器网络的专门协议。 从维护路由安全的角度出发，可以研究并实现安全的路由协议以保证网络的安全。如果路由协议被破坏导致传送的消息被篡改，那么对于应用层上的数据包来说没有任何的安全性可言。有人提出了“有安全意识的路由（SAR）”，其思想是找出真实值和节点之间的关系，然后利用这些真实值生成安全的路由。SAR解决了如何保证数据在安全路径中传送和路由协议中的信息安全性等问题。在这种模型中，当节点的安全等级达不到要求时，就会自动从路由选择中退出，以保证整个网络的路由安全。还有人指出，可以通过多径路由算法改善系统的稳定性，数据包通过路由选择算法在多径路径中向前传送，在接收端内通过前向纠错技术得到重建。 另一种思路是研究和实现无线传感器网络安全协议，在这个方向上也出现了大量的研究成果。例如有些观点提供一个安全普适模型，先假定：（1）基站具有必要的计算速度和存储器容量，基站功率满足加密和路由的要求，并且基站总是安全的；（2）通信模式则通过端到端的加密保证了数据传输的安全性；（3）射频层总是正常工作。基于以上前提，典型的安全问题可以总结为息被非法用户截获、节点遭到破坏、伪节点的识别和如何添加合法的节点这四个主要问题。 在该模型中每个节点和基站分享一个唯一的64位密钥K 和一个公共的密钥K ，当节点和基站距离超出了预定距离时，网络会在节点和基站之间选择一个节点作为媒介节点进行接续传递；发送端对数据进行加密，接收端接收到数据后根据数据中的地址选择相应的密钥对数据进行解密。这种双加密方式可以防止暴露节点数目和地址，也可以防止数据被非法截获，即使个别节点被破译，也只有它自己的密钥泄漏，整个网络仍然可以正常工作。 二、无线传感器的安全需求 WSN的安全需求主要有以下几个方面。 · 机密性。机密性要求对WSN节点间传输的信息进行加密，让任何人在截获节点间的物理通信信号后不能直接获得其所携带的消息内容。
· 完整性。WSN的无线通信环境为恶意节点实施破坏提供了方便，完整性要求节点收到的数据在传输过程中未被插入、删除或篡改，即保证接收到的消息与发送的消息是一致的。
· 健壮性。WSN一般被部署在恶劣环境、无人区域或敌方阵地中，外部环境条件具有不确定性，另外，随着旧节点的失效或新节点的加入，网络的拓扑结构不断发生变化。因此，WSN必须具有很强的适应性，使得单个节点或者少量节点的变化不会威胁整个网络的安全。
· 真实性。WSN的真实性主要体现在两个方面：点到点的消息认证和广播认证。点到点的消息认证使得某一节点在收到另一节点发送来的消息时，能够确认这个消息确实是从该节点发送过来的，而不是别人冒充的；广播认证主要解决单个节点向一组节点发送统一通告时的认证安全问题。
· 新鲜性。在WSN中由于网络多路径传输延时的不确定性和恶意节点的重放攻击使得接收方可能收到延后的相同数据包。新鲜性要求接收方收到的数据包都是最新的、非重放的，即体现消息的时效性。
· 可用性。可用性要求WSN能够按预先设定的工作方式向合法的用户提供信息访问服务，然而，攻击者可以通过信号干扰、伪造或者复制等方式使WSN处于部分或全部瘫痪状态，从而破坏系统的可用性。
· 访问控制。WSN不能通过设置防火墙进行访问过滤，由于硬件受限，也不能采用非对称加密体制的数字签名和公钥证书机制。WSN必须建立一套符合自身特点，综合考虑性能、效率和安全性的访问控制机制。
二、 传感器网络安全体系结构 传感器网络容易受到各种攻击，存在许多安全隐患。目前比较通用的安全体系结构如图1所示： 传感器网络协议栈由硬件层、操作系统层、中间件层和应用层构成。其安全组件分为3层，分别为：安全原语、安全服务和安全应用。除此，我们正在研究基于代理的传感器网络安全体系结构。
四、 传感器网络攻击 由于资源受限，部署在敌人区域或者人类难以进入的恶劣环境，传感器网络比传统网络更容易受到攻击。传感器网络各个层次容易受到的攻击和防御方法如表1所示。 表1 传感器网络中的攻击和防御手段
五、 无线传感器网络的密钥管理分析 加密技术是无线传感器网络安全技术的基础，对于加密技术来说，密钥管理是其核心任务。目前，无线传感器网络密钥管理技术大体可以分为：预共享密钥管理模型、基于密钥池的随机密钥预分配模型以及基于KDC的分配型这几种模型各有所长，但应用中也都存在不足之处，因此，需要对其适用范围加以界定。
1、预共享密钥管理模型 预共享密钥管理模型是一种对称密钥管理，具体来说主要包括了全网预共享密钥模型和点到点预共享密钥两种模式。全网预共享型仅在网络部署前为所有节点统一分配一个密钥，从而缓解了各个传感器节点的压力，不需要建立大量的密钥通信，RAM 占用和通信负载较小，并且具有很强的网络可扩展性。相对全网预共享密钥模型，点到点预共享模型则要求网络中任两个节点问的预共享对一个不同的主密钥，有通信需求的两个节点可使用主密钥衍生的密钥进行加密及节点身份认证。这种衍生密钥的计算复杂较低，保证了通信节点问100%的安全连通率，任一节点被拦截不会泄露其他任何信道。
2 、基于密钥池的随机密钥预分配模型 基于密钥池的随即密钥预分配模型对于预共享模型来说，具有更强的网络扩展能力，可以支持较大规模的网络。具体来说，这种模型密钥图的连通度与密钥池子集的选取相关，保证节点以一定概率共享密钥，所以计算负载相对较小，能够支持网络的动态变化。
3、 随机密钥对模型 随机密钥对模型安全性较高，攻击方几乎无法通过攻破部分节点来影响其他正常节点间的安全通讯。且计算开后的后向安全。实现了节点问的身份认证，能够抵御各种复制节点攻击。但其网络扩展性较小，不能用于大规模部署节点的应用，所以仅能用于节点数目不多的场合。
六、无线传感网安全认证 安全认证是网络安全中的重要问题，一般分为节点身份认证和信息认证两种。身份认证又称为实体认证，是接人控制的核心环节⋯，是网络中的一方根据某种协议规范确认另一方身份并允许其做与身份对应的相关操作的过程。
1、认证过程 (1)初始化认证阶段传感节点一旦部署到工作区域，首要工作就是相邻节点身份的安全认证，通过认证即成为可信任的合法节点。 (2)身份认证管理第一种情况：部分节点能量即将耗尽或已经耗尽，这些节点的“死亡”状况以主动通告或被动查询的方式反映到邻居节点并最终反馈到sink或基站处，这些节点的身份ID将从合法节点列表中剔除。 (3)控制信息认证随着工作进程，可能需要节点采集不同的数据信息，采集任务的更换命令一般由sink或基站向周围广播发布。在覆盖面积大、节点数量多的应用场景中，控制信息必然要经由中转节点路由，以多跳转发的方式传递到目标节点群。
2、认证安全研究现状 无线传感网节点间的安全身份认证直接关联到后续密钥管理等系列操作的安全。控制信息的安全认证直接关联到部分节点甚至全网节点的工作内容和工作效能。机密性和完整性的需要使得我们必须引入认证密钥来确保认证工作的安全。 (1)初始认证阶段每个节点都需要同邻居节点相互确认合法身份，考虑到安全要求高的网络环境，认证通信需要进行加解密操作。 (2)正常工作进程能量耗尽节点和不可靠节点的剔除工作完全可以在群组内进行，使用群组密钥作为认证密钥从通信，能耗和处理效率上都可以做到最优。 (3)无线传感网的控制信息认证从节省网络带宽和通信时间的角度出发，基站一般可以采取广播的方式给尽可能多的节点发布控制信息。传统的广播认证协议依赖于非对称的数字签名，不适用于无线传感网。
七、结束语 传感器网络安全技术研究面临着巨大挑战。安全问题的设计应该根据实际的应用场景，需求的安全级别，从设计的开始就充分考虑其安全问题。事实上缺乏有效的安全机制已经成为分布式传感器网络实用化进程不断推进的主要障碍。传感器网络安全技术作为虚拟网络与现实世界连接的桥梁，在未来具有广阔的应用前景，其安全问题现已引起了国内外众多学者的注意。密钥管理是WSN其他安全机制如安全路由、安全数据融合、入侵检测等的基础，是WSN安全研究中最基本的内容。
八、【参考文献】 [1] Akyildiz LF, Su WL, SankarasubramaniamY, Cayirci E. A survey on sensor networks. IEEECommunications Magazine, 2002, 40(8):102~114. [2] 李建中, 李金宝, 石胜飞. 传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展. 软件学报,2003, 14(10):1717~1727 [3] S. Yi, P. Naldurg, R. Kravets.Security-aware ad hoc routing forwirelessnetworks[C]. Proc of 2001 ACM InternationalSymposium on Mobile Ad Hoc Networking andComputing, 2001, pp.299-302. [4] De S,Qiao C M,Wu H Y.Meshed multipathrouting with selective forwarding: an efficient strategy in wirele sensor networks[J].Computer Networks,2003,15(4):481～497. [5] Sasikanth Avancha, Jeffrey Undercoffer,Anupam Joshi, et al. Secure Sensor Networks forPerimeterProtection[J].ComputerNetworks,2003,43: 421-435. [6] A. Perrig, R. Szewczyk, V. Wen, D.Culler, J.D. Tygar. SPINS: security protocols for sensor networks[J]. Wireless Networks. 2002:521-534.
无线传感器毕业实习论文
实习报告实习目的与任务：本次实习是研究基于S-MAC的无线传感器网络MAC协议的分析与优化。
了解S-MAC协议及其相关应用方向和基本性能，以求对SMAC协议有一个全面的认识，为毕业的开展打下良好的认识基础和知识储备，并对该方向研究的可行性进行评估，以期在毕业设计时能够有的放矢，把握好方向。
实习单位：河南理工大学实习内容：主要是在图书馆查询相关知识，二十多天的辛劳成果，现归纳如下：无线传感器网络(WSN)技术是指将传感器技术、自动控制技术、数据网络传输、储存、处理与分析技术集成的现代信息技术(宫鹏, 2007)。
WSN 由具备记忆能力的存储器、处理器、传感器、无线通讯和电池等硬件组成。
在环境监测中应用WSN 是遥感技术的新的生长点。
Whelan 等(2008)把无线传感器网络在环境监测中的应用称为大尺度遥感。
在环境应用中, 无线传感器网络和有线网络结合被称为环境传感器网络或生态传感器网络(ESNs)(Rundel等, 2009)。
对科学索引网(ISI Web of Science)搜索发现, 过去10 多年来, 有关无线传感器网络的论文急剧增多。
1998－2001 年仅发表13 篇, 但是2002－2005 年成倍增长, 到2006－2007 年每年发表400 多篇, 2008 年发表587 篇。
到2009 年6 月初, 已经发表290 余篇。
《商业周刊》把WSN 技术做为21 世纪21 项最重要的技术之一(Evans 等, 2008)。
WSN 的传感器一般与小型计算机和无线发送装置集于一体, 称作网络传感器节点。
每个节点可以挂接机械的、热、生物、化学、光学和磁力传感器。
一般置于观测对象的附近, 或与观测对象直接接触, 甚至埋于感兴趣观测对象中。
获得关于观测对象的图像、声音、气味、震动等物理、化学、生物学特性。
人们通过手机、因特网等无线通讯技术控制传感器开启或关闭, 获得各种数据, 对所获数据进行显示、储存或分析, 并通过网络传输到数据收集中心。
现代传感器技术论文（2）
现代传感器技术论文(2)现代传感器技术论文篇二我国传感器技术发展研究摘要: 本文通过对我国传感器发展现状进行的调查分析,指出了国内产品存在的主要问题,提出了相应的解决办法,并指出了我国传感器发展的方向。
关键词: 传感器技术现状发展方向传感器是能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,目前主要用于检测电系统自身与操作对象、作业环境状态,为有效控制电子系统的运作提供必需的相关信息。
随着人类探知领域和空间的拓展,电子信息种类日益繁多,信息传递速度日益加快,信息处理能力日益增强,相应的信息采集―传感技术将日益发展,传感器将无所不在。
一、我国传感器技术发展的现状我国传感器行业发展迅速,传感器市场近些年一直持续增长,势头良好,主要应用于工业制造、汽车产品、电子通讯和专用设备,其中工业制造和汽车产品达到市场份额的三分之一。
传感器给我国的迅速发展带来了无限商机,西门子、霍尼韦尔、凯乐、横河等传感器大企业纷纷进入我国市场,这为我国工业设备制造商和汽车制造业等传感器最终消费者带来了很大便利,但也对国内传感器行业施加了很大压力。
国内传感器产品存在的主要问题是:品种少,质量较差;制造工艺技术相对落后;生产企业不掌握先进的核心制造技术;高性能传感器的科研成果转化率较低。
大力发展新型传感器已在行业内开展多年,但新型传感器的产业化速度慢仍困扰着众多传感器企业。
产品更新换代是行业持续发展的源泉,传感器正向更多领域拓展,这些领域不断增长的需求,要求新型传感器产品不断涌现。
网络的应用,IT业的迅速发展,对传感器新品提出了更多要求,适应于不同行业的传感器的研发要跟上市场潮流,并创造出新的需求。
国内传感器企业只有使传感器应用更广泛,产品不断更新,更好地适应市场需求,才能获得新的增长点。
二、我国传感器技术的发展方向为使我国的传感器技术更快地发展,针对以上存在的问题,我们必须加强技术研究和引进先进设备,以提高整体水平。
无线传感器网络论文：无线传感器网络节点定位技术的研究与仿真_概要
无线传感器网络论文：无线传感器网络节点定位技术的研究与仿真【中文摘要】随着微电子技术、通信技术的发展, 功耗相对较低而且具有多种应用前景的传感器得以迅速发展, 与此同时, 由传感器组成的无线传感器网络应运而生。
无线传感器网络由大量随机密集部署于待测区域中的传感器节点组成, 是一种分布式、自组织的网络。
它主要应用在一些特定区域内进行数据的收集和处理, 这些特定的区域往往是环境恶劣而人力无法到达的地方, 这个时候无线传感器网络就能派上用场。
目前的研究主要集中在定位算法及路由协议, 物理测量技术(即硬件的实现上。
对于具体的应用来说, 没有位置信息的数据是没有任何意义的, 由于无线传感器网络的特殊应用, 使得一些传感器节点通常是通过飞机随机撒放在特定的区域, 这样就不可能直接得到这些节点的具体位置信息, 因此在应用之前先要对无线传感器网络进行节点定位。
但是由于无线传感器节点往往体积小、质量小, 能量特别有限, 定位系统在这种环境下的设计面临诸多挑战。
首先需要解决的是定位精度问题, 尽量在已有的距离测量模型上得到较准确的距离, 如何在现有模型下进一步提高定位算法的精度是亟待解决的问题；其次, 要考虑所设计的定位算法是否符合无线传感器网络特性, 如尽量让定位系统有效运行, 减少节点能耗等。
很多算法在进行定位时...【英文摘要】As the development of micro-electronics andcommunication technology, sensors with low power dissipation and multiple application prospects has mushroom growth, as a result, wireless sensor networks consisting of sensors emerge at the right moment.Wireless sensor networks(WSN consists of large amount of sensor nodes randomly and intensively distributed in areas to-be detected, which is a distributed and self-organized network, mainly used to collect and process data in certain locations, where people c...【关键词】无线传感器网络节点定位锚节点定位精度 DV-HOP算法【英文关键词】Wireless sensor network node positioning anchor node Positioning accuracy DV-HOP algorithm【目录】无线传感器网络节点定位技术的研究与仿真摘要4-6Abstract 6-7第1章绪论10-161.1 研究背景10-121.2 国内外研究现状12-131.3 课题研究目的和意义13-141.4 本文的研究内容及结构安排14-16第2章无线传感器网络概述16-222.1 无线传感器网络特点和结构16-172.2 无线传感器网络的应用领域17-192.3 无线传感器网络的研究热点192.4 无线传感器网络的性能评价指标19-212.5 本文的主要工作与章节安排21-22第3章无线传感器网络的定位技术22-383.1 传感器节点的定位问题22-233.2 传感器网络节点的硬件组成233.3 无线传感器网络定位的基本思想23-243.3.1 无线传感器网络节点定位的一些基本概念术语243.4 节点测距的基本方法24-273.5 无线传感器网络节点定位基本原理27-313.6 几种典型的定位算法31-333.6.1 质心定位算法31-323.6.2 凸规划定位算法323.6.3 MDS-MAP算法323.6.4 APIT定位算法32-333.7 定位算法的分类33-353.8 定位算法的评价标准35-363.9 无线网络中的集中典型定位系统36-373.10 本章小结37-38第4章 DV-HOP定位算法38-444.1 DV-HOP定位算法的介绍38-404.2 相关问题讨论分析40-434.2.1 不良节点的问题40-424.2.2 对拓扑变化的适应能力42-434.3 本章小结43-44第5章 DV-HOP算法改进44-495.1 参与三边测距的锚节点选择44-465.1.1 锚节点的拓扑形状对定位的影响44-465.1.2 共线度465.2 改进算法46-485.2.1 具体的算法实现过程46-475.2.2 改进算法理论分析47-485.3 本章小结48-49第6章仿真工具49-586.1 OMNET++介绍49-516.2 NS2简介51-526.3 NS2与OMNET++的对比52-536.4 仿真环境设置53-576.5 本章小结57-58第7章总结和展望58-607.1 全文总结587.2 展望58-60致谢60-61参考文献61-65攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目65。
无线传感器论文
无线传感器应用与发展关键词：无线传感器网络；组成；应用；发展科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。
而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，也得到了极大的发展。
传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。
具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络（WSN,wirelesssensornetworks）综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。
由于WSN的巨大应用价值，它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注，被广泛地应用于军事，工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。
无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域，是当前计算机网络研究的热点。
一、发展概述早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。
随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制器的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。
而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。
无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常广泛的应用前景，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。
发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展，IEEE正在努力推进无线传感器网络的应用和发展，波士顿大学（BostonUniversity）还于最近创办了传感器网络协会（SensorNetworkConsortium），期望能促进传感器联网技术开发。
无线传感器网络技术论文：无线传感器网络技术发展现状及趋势
无线传感器网络技术论文：无线传感器网络技术发展现状及趋势摘要：无线传感器网络是多学科融合的结果，其应用领域广泛，应用前景无限，受到政府、学术界和工业界越来越广泛的重视。
介绍了无线传感器网络的基本概念及其应用结构和体系结构，总结了无线传感器网络的特点，简要介绍当前无线传感器网络技术研究热点的最新进展，并对无线传感器网络及其技术的发展趋势进行了论述。
关键字：无线传感器网络网络体系结构网络协议中图分类号：TP393文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2011）05-0139-02无线传感器网络是传感器技术、通信技术和计算机技术发展的产物，它将信息采集、传输和处理集于一体，实现了传感器、通信和计算机等技术的融合[1]。
无线传感器网络正逐渐成为现代信息技术中的一个热门的研究领域，受到广泛关注。
美国的“Business Week”曾在1999年预测无线传感器网络将成为2l世纪最有影响力的2l项技术之一[2]。
1、无线传感器网络的概念及其演化历程无线传感器网络(WSN)是由部署在检测区域内大量的传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者作进一步处理和应用，实现了物理世界、计算世界以及类社会三元世界的连通。
一个WSN 主要包括传感器节点、无线传感器网络、远程通信网、管理中心、用户等元素。
WSN经历了智能传感器、无线智能传感器、无线传感器网络3个阶段。
[3]2、无线传感器网络技术研究现状无线传感器网络技术是多学科交叉的研究领域，因而包含众多研究方向，目前的研究主要集中在如下几方面：2.1 MAC协议的研究MAC协议解决无线传感器网络中的通信冲突问题，控制无线通信模块的运行，MAC层的运行效率直接反应整个网络的能量效率， MAC协议成为WSN最为活跃的研究热点。
MAC协议一般采用“侦听/休眠”交替的信道侦听机制，以减少空闲侦听，节约能耗。
【精品】无线传感器网络的安全方案设计毕业论文设计
桂林航天工业高等专科学校毕业设计题目：无线传感器网络的安全方案设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录教师评语Ⅰ答辩记录Ⅱ毕业设计任务书Ⅲ毕业设计开题报告Ⅳ中英文摘要V引言 (1)第一章无线传感器网络的基础知识 (3)1.1 无线传感器网络的概述 (3)1.2 无线传感器网络体系架构 (3)1.3 无线传感器网络的安全需求 (5)1.4 无线传感器网络的安全协议 (6)1.4.1 概述 (6)1.4.2 无线传感器网络的关键技术 (6)1.4.3 无线传感器网络的重要性 (9)第二章无线传感器网络安全性分析 (10)2.1 攻击种类 (10)2.2 无线传感器网络的防范对策、安全协议概述 (11)2.2.1 路由安全协议 (11)2.2.2 密钥管理协议 (14)2.2.3 安全定位协议 (16)第三章无线传感器网络密钥管理协议有效方案设计 (18)3.1 无线传感器网络密钥管理的安全性能 (18)3.2 典型的无线传感器网络密钥管理的方案和协议 (18)3.2.1 Eschenauer随机密钥预分配方案 (18)3.2.2 对E-G方案的几种改进 (19)3.2.3 基于栅格的密钥预分配方案 (22)3.2.4 基于组合论的密钥预分配方案 (23)3.2.5 SPIN协议及LEAP协议 (23)3.2.6 基于IBC的密钥预分配方案 (25)第四章总结 (29)参考文献 (30)引言随着微电子技术和MEMS技术的不断进展，作为信息获取最基本和最重要的技术——传感器技术，也得到了长足发展。
无线传感器网络论文
编号：无线传感器网络题目：位置辅助按需距离矢量路由协议院（系）：电子工程与自动化学院专业：控制理论与控制工程学生姓名：郝涛学号：102081405同作者：郝涛指导教师：李小龙职称：副教授题目类型：理论研究实验研究工程技术研究2010 年12 月6 日一种位置信息辅助的Ad Hoc 网络按需距离矢量路由协议摘要: 针对Ad Hoc 网络中按需距离矢量路由协议路由开销大, 以及位置路由中位置信息在获取方式上存在的缺点, 提出一种位置信息辅助的按需距离矢量路由协议( LAODV) , 协议结合AODV 以按需的方式获取网络节点的位置信息, 并以泛洪、位置信息修正的贪婪转发和局部受限泛洪相结合方式进行路由发现, 同时提出了路由维护策略和局部多径备份路由策略.关键词: ad hoc 网络; 路由; 贪婪转发; 多径Abstract: To decrease o verhead of on demand vector routing protocol andovercome shortcomings of location aided routing s about getting location information, a novel location aided ad hoc on demand vector routing protoco l ( LAODV) is proposed. In LAODV, location information is got on demand. During ro ute discovery , flooding , location correct based greedy forward strategy ( LCGF) and limited flooding in expected zone are combined to improve the performance. In addition, a no vel method for routing maintenance and a strategy of local multi path backup routing are illustrated.Key words: ad hoc networks; ro uting; greedy forward; multi path1引言近年来Ad Hoc 网络的路由协议研究取得了很大进展, 大部分路由协议主要采取主动维护路由表或按需利用泛洪方式发现路由, 由于Ad Hoc 网络信道资源受限和动态拓扑, 使得降低路由发现和维护开销成为重要研究内容. 相比之下, 按需路由比主动式路由更适合动态拓扑环境下的应用. GPS、GLONASS、北斗等定位系统的普及, 使得网络中各个节点获得自己的位置信息变得可行, 基于位置信息的路由协议由于具有很强的鲁棒性近来引起了关注, 但当前的位置路由大多假设节点已知目的节点的位置信息, 且位置信息获取通过位置服务器分发各节点位置信息或周期性广播节点位置信息, 消耗了较多的网络资源, 且网络的动态拓扑也降低了位置信息的时效性.以按需方式获取节点位置信息既能够保证位置信息的时效性, 又能有效节省网络资源开销. AODV 路由算法是性能最好的按需路由算法之一, 但由于其路由发现过程只能形成一条从源至目的节点的单径路由, 在分组转发过程中, 一旦路径断裂, 便需重新进行路由发现. 由于Ad Hoc 网络的高动态拓扑, 必然导致要进行频繁的路由发现, 从而增加路由开销, 消耗过多网络资源. 因此, 如何降低AODV 的路由开销显得非常必要.本章正是基于以上考虑, 结合按需路由和位置路由的特点, 提出了一种位置信息辅助的按需距离矢量路由协议LAODV.2 LAODV协议描述LAODV 协议是在传统AODV 中有效地引入位置信息进行混合路由发现、维护等操作, 降低路由发现开销, 提高协议可扩展性.2.1 位置信息获取与传播LAODV 的位置信息获取是反应式、按需的, 主要通过各种控制分组和数据分组学习获得, 以这种方式获取的位置信息比通过节点或位置服务器周期性广播获取的位置信息具有更强的时效性. 因为后者获取的位置信息时效性与广播间隔周期相关, 周期越长, 时效性越差, 且存储的位置信息随着节点移动性加快, 时效性越差. 而按需的位置信息获取以及通过学习方式获得的其它节点位置信息,其时效性较强, 这对于AODV 路由断裂后, 采用基于位置信息的路由发现是非常有利的.2. 2 路由发现策略2.2 1 路由发现基本过程根据目的节点位置信息是否可用, 路由发现过程主要有两种方式: 一是目的节点位置信息不可用时以传统AODV 方式的路由发现; 二是目的节点位置信息可用时以贪婪转发和受限泛洪相结合的混合路由发现.具体过程为: 当源节点需要发现一条到达目的节点的路由时, 首先检查其本地路由表, 如果有可用路由, 则直接使用; 如果路由表中没有可用路由, 则在本地位置信息列表中查询目的节点的位置信息, 如果位置信息列表中有目的节点的位置信息, 则采用2. 2. 2 节提出的LCGF 转发策略进行路由发现; 如果没有目的节点的位置信息, 则采用AODV 的泛洪方式广播其路由请求分组RREQ 来查找路由.路由响应过程与传统AODV 的路由响应机制相同.2.2 .2 位置信息修正的贪婪转发策略LCGF贪婪转发策略是指在分组转发时, 中间节点将分组转发到位于目的方向上的一个邻节点, 通常情况下,分组能够被有效地转发至目的节点. 但有时贪婪转发在源和目的节点间存在路由的情况下也找不到路由.当源节点利用目的节点位置信息进行基于位置的路由发现时, 采用这里提出的LCGF 策略. LCGF 策略遵循如下几个原则:1 目的节点位置信息修正在传统基于位置的贪婪转发中, 源节点将t0 时刻更新的目的节点d 的位置信息包含于RREQ 分组中, 中间参与转发的节点都以该时刻目的节点位置信息作为选择下一跳转发节点的参考方向. 而在本文的位置信息获取可以通过不断从其它分组中学习得到, 具有更强的时效性. 如图2 所示,假设源节点S 位置信息列表中存在t 0 时刻更新的目的节点有效位置信息, 如果在t 1> t0 时刻节点S∀需要与节点D 通信, 则节点B 会从节点D 发至S∀的RREP 分组中获得节点D 在t 2> t 1 时刻的更新位置信息. 所以当节点S 在t3 时刻需要与节点D 通信, 且路由表中无可用路由和t3- UT ( D) < T ,UT ( D) 表示节点存贮的关于节点D 的位置信息更新时间, T 表示位置信息有效生存时间. 则S 将节点D 在t 0时刻更新的位置信息插入RREQ 分组中. 当S 发送的RREQ 分组以贪婪方式转发至节点B 时, 显然, 节点B存储的节点D 的位置信息比RREQ 中的时效性强, 则利用更新的位置信息替换RREQ 中的相应选项.在以贪婪方式转发分组的过程中, 如果中间转发节点存储的关于目的节点的位置信息比来自源节点的RREQ 分组中包含的目的节点位置信息时效性更强时,则在转发该RREQ 分组前, 利用本地关于目的节点的位置信息将RREQ 中的目的节点位置信息替代, 这一过程称为目的节点位置信息修正.2 采用最大前程的贪婪转发策略当源节点具有目的节点的位置信息时, 则利用贪婪转发策略进行路由请求. 在一个带宽受限的网络中,路径越长, 则端到端时延越大, 消耗的网络带宽也相应较多. 因此, 最小跳数的路由发现成为大多数路由协议进行路由发现时的度量准则. 本文的贪婪转发策略也以最短路径为目标, 在贪婪转发过程中, 选择具有最大前程的邻节点作为下一跳转发节点.3 局部受限泛洪的贪婪转发失败恢复策略所谓局部受限泛洪就是在贪婪转发失败时, 由转发失败的节点确定的局部区域进行泛洪. 局部受限泛洪区域是一个矩形区域, 如图3 所示, 其中R= ( t1-t 0) , 其中 、t0 和t 1 分别为目的节点平均移动速度、获知目的节点位置信息时的时刻以及发起路由请求时的时刻. 受限泛洪基本过程为:源节点S 进行贪婪转发, 设贪婪转发过程中依次选择的下一跳节点为B, ∃, E, F, G;当转发至G 时, G 在其与目的节点方向没有邻节点, 则发送一个贪婪转发失败分组G- FAIL 至上一跳节点F, G- FAIL 分组中包括修正后的目的节点D 的位置信息;节点F 收到G- FAIL 分组后, 对目的节点位置信息进行修正, 然后判决区域Fbcd 与F 的传输范围重叠区域内是否有除G 以外的节点, 如果有其它邻节点, 则节点在Fbcd 区域内以泛洪方式向目的节点发起路由请求, 路由请求的源节点S 替换为本节点F;如果重叠区域内没有邻节点, 则F 向E 发送一个错误分组G- FAIL; 节点E 收到G- FAIL 分组后, 与F的处理相同;如果源节点S 收到G- FAIL 分组, 则本次贪婪转发失败, S 在全网泛洪路由请求;至此, 路径B, ∃, E, F 中的某个节点能够确定一个受限的泛洪区域, 并等待节点D 的路由响应分组RREP, 目的节点只对最先到达的RREQ 进行响应; 收到目的节点RREP 后, 向源节点S 发送路由响应RREP.根据以上三个准则, 利用位置信息进行路由发现的LCGF 策略的完整过程为:当源节点S 需要利用目的节点位置信息进行路由发现时, 将目的节点D 的位置信息插入RREQ 分组,采用最大前程的贪婪转发策略在其邻居节点集中选择一个距离目的节点最近的邻节点X 作为下一跳转发节点, 发送RREQ 分组至节点X ;一个中间节点收到来自上一跳节点的RREQ 分组且需要转发时, 如果本节点是目的节点, 或者本节点路由表中存在一条到达目的节点的有效路由, 且目的节点序列号满足AODV 要求, 则向上一跳节点发送RREP 分组, 路由请求结束; 如果无有效路由存在, 则转入第三步;利用目的节点位置信息修正机制进行位置信息修正, 并检查其邻居节点列表, 如果目的节点在其邻居节点集中, 则发送RREQ 至目的节点, 路由请求结束; 否则, 如果在到目的节点的方向上有邻节点, 则转入第四步;如果在到目的节点的方向上没有邻节点, 则转入第五步;选择距离目的节点最近的邻节点Y 作为下一跳转发节点, 发送RREQ 分组至Y, 转入第二步重复;采用局部受限泛洪的贪婪转发失败恢复策略转发RREQ 分组.对于路由请求的响应过程, 与传统的AODV 响应机制相同, 沿着路由请求的逆向路径发送RREP 分组至源节点.2. 3 路由维护策略在进行路由协议设计时考虑路由维护策略是必要的, 可以有效提高数据分组的转发效率. 路由修复有两种情况: 当节点路由表中存贮的路由当前正在使用, 这类路由的断裂对网络的影响较大, 需要及时修复; 另一些路由当前可能未被使用, 当其断裂时, 在一定时间内不对网络产生影响, 不需要实时修复. 在LAODV 中, 我们将路由表中的路由分为两类: 活动路由( active, 正在被使用的路由) ; 后活动路由( postactive, 一个路由被使用过, 但现在没有被使用) , 对这两种路由分别进行不同策略的维护, 从而降低路由开销. 路由维护策略分为两部分:(1) 活动路由维护当一个活动路由的下一跳发生方向性链路中断时, 则节点发送一个Hello 消息至该邻节点, 并设置定时器T 1;在T 1 内如果收到该邻节点的响应分组, 则修复该链路;如果在T1 超时后, 没有收到响应分组, 且其至目的节点的距离小于MAX- REPAIR- TTL[ 1] 时, 则转入第四步, 如果距离大于MAX- REPAIR- TTL, 则转入第五步;如果本节点存有目的节点位置信息, 则利用LCGF 算法向目的节点发送RREQ, 如果本地没有目的节点可用位置信息, 则本节点向目的节点广播RREQ;向所有前趋节点(precursor)广播一个路由错误分组RRER.(2) 后活动路由维护由于在路由表中的后活动路由长时间不被使用,对其进行实时修复没有必要, 而且消耗网络资源, 所以采用被动的修复方式. 所谓被动修复是指当本地路由表中一条后活动路由的下一跳链路断裂时, 以链路层Hello 消息的周期TMAC作为超时间隔, 如果在TMAC内收到任何来自于该连链路的对端节点的分组(Hello, RTS,CTS,DATA 等) , 则自动修复该方向性链路, 如果在TMAC超时后没有收到来自该节点的任何分组, 则向所有前驱节点发送RERR.2. 4 局部多径备份路由策略为提高在高动态网络环境下, 路由频繁断裂时的路由性能, 提出了局部多径备份路由策略.定义: 节点A 至节点B 之间的一条主路径P, 主路径节点集合N( P ) , N( P) 中各节点邻居集的并集为N( all ) = ∗v N( P )N( v ) , 其中N( v ) 为节点v 不包括P 中节点的邻居节点集. 如果在A 和B 之间除了路径P 以外,还存在由N( P) ∗N( all ) 中节点形成的路径, 则称A和B 之间存在局部备份路由.局部多径备份路由策略设计目标是在尽量降低路由发现开销的情况下, 尽可能满足主路径上任何两个节点间存在局部备份路由, 使得在分组转发过程中, 当转发节点发现与下一跳节点链路断裂时, 能够选择备份路径进行转发. 该策略仅仅在路由响应过程中形成,对路由开销的影响很小. 主要过程如下:每个节点维护一个备份路由表( BRT BackupRoute Table) , BRT 中到达同一目的节点的路由记录可能有多个, 主路径中节点的邻节点发送备份路由响应的分组为B- REPP;源节点S 和目的节点D 的主路径P 中某一个节点u 向上一跳节点发送RREP, w N ( u) 的节点监听到该RREP 时: 如果BRT 中有到D 的路由, 则节点w 向节点u 发送备份路由响应分组B- REPP, 其中指示该路由为备份路由; 如果BRT 中没有到D 的路由, 则在BRT中记录REPP 中到达D 的路由; ( v P, x N( all ) , 节点v 收到节点x 发送的B- REPP 分组时, 节点v 在其BRT 中记录该备份路由; ( x, y N ( all ) , 节点y 收到节点x 的B- REPP 分组时: 如果节点y 的BRT 中有到目的节点D 的备份路由, 且到目的节点的跳数小于该分组中包含的路由跳数, 则y 向x 发送B- REPP 分组; 如果节点y 的BRT 中没有到目的节点D 的路由, 则丢弃该R- REPP 分组.为了使得局部备份路由能够有效地满足主路径链路断裂时的应用, 局部备份路由应满足如下约束条件:约束1: BRT 中备份路由不用于路由请求RREQ 的响应;由于BRT 中可能存在到达同一目的节点的多个跳数不同的备份路由, 且通常不是最短路径, 如果利用局部备份路由进行路由响应会导致LAODV 非最短路径经常发生.约束2: 对局部备份路由不进行本地修复;为了降低多径路由修复开销, 当局部备份路由发生断裂时, 不进行本地修复.约束3: 当主路径中的一个转发节点利用局部备份路由进行数据分组转发时, 该转发节点要将数据分组头部的剩余路由跳数选项改为剩余跳数的两倍, 以保证在该转发节点至目的节点之间存在任意一条备份路径情况下数据分组都能够成功转发.因为主路径上某个节点的局部备份路由的最长跳数是从该节点至目的节点跳数的两倍, 如图4 所示, 主路径P= { S, A , B, C, E, D} , 节点A 至目的节点D 的距离是4 跳, 节点A 在转发数据分组时, 最坏情况下, A至D 之间的主路径全断裂, 此时的备份路径是{ A , G,B,H , C, I , E, J, D} , 距离为8 跳. 所以, 当采用局部备份路径进行分组转发时, 数据分组的跳数应该设为原跳数的两倍, 以保证在最坏情况下分组的成功递交.3总结本文结合位置信息与按需距离矢量机制进行路由设计, 提出了一种位置信息辅助的按需距离矢量路由协议( LAODV) , 协议以按需的方式获取网络节点的位置信息, 并结合泛洪、贪婪转发和局部受限泛洪方式进行路由发现, 对路由进行区分维护, 同时提出了LAODV 协议的多径备份路由策略, 以提高路由协议性能. 仿真结果表明, LAODV 能够有效适应Ad Hoc 网络的动态拓扑, 具有较好的路由性能.谢辞这次论文我是在李小龙老师的精心指导下完成的，从他那里学习到了许多宝贵的知识和经验。
无线传感网络技术与发展趋势的分析的论文
无线传感网络技术与发展趋势的分析的论文无线传感网络技术与发展趋势的分析的论文引言无线网络传感技术给人们的生活创造了很多的乐趣，也为信息的有效、及时的传递起到一定的促进作用，人们越来越依赖无线传感网络技术为其生活带来的舒适和方便，无线网络传感技术越来越受到社会各界的广泛关注，下文主要讲述了无线传感网络技术的概念、无线传感网络技术的发展现状以及无线传感网络技术的应用和发展。
1无线传感网络技术的概念1.1无线传感网络技术是最近一种新型的网络技术，而且它一出现，就受到了世界各个国家的广泛关注和赞誉，无线传感网络技术是集多项科学技术于一身，多种高难度的知识相互交叉产生的具有高科技的、比较热门的、前沿的技术。
1.2无线传感网络技术集中了嵌入式计算、无线通信技术、传感器、现代网络和分散式的信息处理等高科技，实现了人们无论在何时何地都能够接收到来自网络的比较真实可靠的大量的信息的愿望，无线传感网络技术真正体现了信息“无处不在’的理念。
1.3无线传感网络在产生之初就以一种势不可挡的气势横扫世界的各个领域，无线传感网络的发展前景备受世人的关注，其应用和发展必定给人们的工作和生活带来极大的影响，它的辉煌应用成就了它的无双的地位，无线传感网络技术应用于军事领域，成为军事领域比较关键的高科技技术，但是无线网络不仅应用在军事领域，它对世界各个领域的影响也是不可小觑的。
2无线传感网络技术的发展现状2.1无线传感网络技术很受大众的喜欢与它的高科技的发展是分不开的，而且许多国家也很重视它的发展，世界各国的工业界、高科技界和学术界对无线传感网络的发展展开了猛烈的攻势，希望可以通过靠科技技术的结合实现无线传感网络技术的进步，许多国家还将无线传感网络技术列入国家的重点研究技术，而且一些周刊和杂志对无线网络的评价也很高，认为无线传感网络技术是未来引领世界计算机进步的主要技术。
2.2无线传感网络技术在我国的发展还很缓慢，这主要是由于无线传感网络技术在我国出现的时间比较晚，无线传感网络技术在我国的研究方案中还处在初级阶段，与西方一些发达国家相比，存在严重的滞后性，我国在无线传感网络技术上的研究主要局限在仿真计算和网络协议等，在人们的生活和军事中的应用还很少，而且无线网络现在已经可以用来作环境监测，我国却没有将无线传感网络技术应用到实处。
无线传感器网络在智能家居中的应用论文(西安邮电大学)
毕业设计（论文）课题:无线传感器网络在智能家居中的应用学生: 班级: 指导教师: 装订交卷日期:系部: 学号:装订顺序: （1）封面（2）毕业设计（论文）成绩评定记录（3）标题、中文摘要及 关键词（4）正文（5）附录（6）参考文献毕业设计（论文）成绩评定记录表注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占 20%、卷面评阅成绩占 50%、答辩成绩占 30%，在上面的评分表中，可分指导教师评语（包含学生在毕业实习期间的表现）:成绩（平时成绩）:指导教师签名： 年 月 日评阅教师评语：成绩（平时成绩）:指导教师签名： 年 月 日成绩（评阅成绩）:指导教师签名： 年 月 日答辩情况记录:答辩成绩: 答辩委员会主任(或答辩教师小组组长)签名: 年 月 总评成绩:别按 20 分、50 分、30 分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为 优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。
教务处制日毕业设计（论文）成绩评定记录表2评阅教师评语：成绩（评阅成绩）:指导教师签名： 年 月 日总评成绩:注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占 40%、卷面评阅成绩占 60%，在上面的评分表中，可分别按 40 分、60 分 来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、 不及格五等级计分。
3毕业设计（论文） 、毕业实习报告任 务 书学生 姓名 联系电话 题目 型式 课题 任务 来源 完成 时间 指导 教师 任务下达 定稿交卷 姓名 联系电话 (办) 毕业设计○ 毕业论文○ 总结报告○ ○ ○ ○ 月 月 日 日 指导教师命题，学生带课题实习后完成 指导教师结合学生就业岗位命题 学生从实习岗位提炼，指导教师确认 月 月 日 日 开题报告 毕业答辩 电子邮箱 (移动) 班级 电子邮箱 学号要求完成的主要任务内容：课题目的意义和主要技术指标：主要文献、资料和参考书：本任务书一式三份。
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物联网传感技术论文篇一：《无线传感器网络和物联网》摘要：互联网的产生，极大地改变了人们生活。
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关键词：传感器;物联网;无线传感器网络1.引言无线传感器网络和物联网是比较新的技术领域，而且受到全社会的普遍关注。
近年来，世界上某些发达国家加大投入，研究开发这方面的应用，积极攻克在标准上、技术和应用上的尖端技术。
我国也把这项技术发展列入国家中长期科技发展规划，以致当前的无线网络得以飞速发展。
在实现无线传感器网和物联网产业化发展过程中，应该认清形势，积极创造条件，加快发展和应用该项技术。
2.无线传感网与物联网的构成2.1 无线传感器网络的构成无线传感器网络(Wireless Sensor Network)是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统。
它能够实现数据的采集、量化、处理、融合和传输。
它综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络和无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术，能够协同的实时监测、感知和采集网络覆盖区域中的各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理。
无线传感器网络是由传感器网络节点构成的。
应用和监测物理信号的不同决定了传感器的类型，另外节点的功能和组成也不尽相同。
无线传感器网络节点的基本组成和功能包括如下几个单元：传感单元(由各种不同类型的传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。