事件驅動感測網路組播關鍵技術研究

《事件驅動感測網路組播關鍵技術研究》是依託電子科技大學,由王佳昊擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：事件驅動感測網路組播關鍵技術研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王佳昊

項目摘要

事件驅動型感測網路有著廣泛的套用前景，其中以節點群組管理為目標的動態組播路由協定和網路安全技術是該領域的研究重點和難點，具有重要的實際套用價值。本課題重點開展無線感測器網路分散式網路管理、組播路由、密鑰管理和數據處理方面的研究。同時以目標跟蹤套用為案例，對所提技術進行測試。網路針對目標事件構成節點簇，然後通過分散式動態群組管理對該簇進行維護，通過簇首實現基於簇的移動代理，使該簇在邏輯上跟隨著目標事件轉移；開展鏈路加密密鑰分配與管理系統研究，參考隨機預分配密鑰策略及其安全性擴展算法提高網路的安全性和可靠性；同時在此基礎上解決簇會話密鑰分配與管理技術，使用基於簇的本地會話密鑰來進一步提高傳輸鏈路的安全性；分散式群組數據融合與濾波技術利用簇首節點的處理能力，對群組內部數據進行整合和預處理。最終在事件驅動型無線感測器網路組播路由技術和安全技術方面做出突破，並對群組事件處理技術進行探索。

結題摘要

本項目主要研究事件驅動感測器網路組播管理技術，重點研究動態組播路由技術和組播管理中的密鑰協商技術與安全問題。同時在目標定位感測網路環境下研究動態組播協定中的數據處理問題，主要是群組內部的數據融合與濾波等。在目標跟蹤套用背景下，提出了一套基於事件驅動的無線感測器網路安全組播模型，設計並實現可用於移動目標跟蹤的具有實際使用價值的無線感測器網路組播管理協定。 本課題研究在組播路由算法方面設計了基於Mobicast安全組播協定框架DC-Mobicast，通過使用“轉接區”提高簇轉移的連貫性，並輔助監控區域節點預喚醒和安全認證；為了提高節點能量利用效率提出的QoS需求算法和分簇策略，可根據組播路由的具體需求確定簇的大小，可以有效的減少節點能耗。對群組密鑰的管理方面，在動態組播簇建立的基礎之上採用哈希樹進行簇間節點密鑰的協商，而在簇內節點間使用中國剩餘定理進行會話密鑰的協商，具有系統安全性高、節點間計算與通信開銷小、可擴展性強等特點，能很好地滿足基於動態組播簇密鑰管理的各項要求。同時在動態組播模型的基礎上，可以利用簇首節點進行簇內數據預處理，通過群組內部進行分散式粒子濾波對跟蹤規矩進行平滑處理降低定位誤差，同時對加密數據研究安全數據融合技術。 除了預定內容外，在項目開展過程中我們還對三維節點定位技術、多目標跟蹤技術和位置隱私問題進行了研究。提出了一種基於非視距差錯容忍及校正控制的3D表面網路定位算法3DPHDV-Hop。該算法在錨節點數量有限的情況下能夠有效地減少了3D表面網路中節點的定位誤差，同時也能降低了節點間的計算和通信開銷。在多目標跟蹤方面結合基於多邊形邊權重值與Mobicast技術，可以有效實現多目標跟蹤軌跡識別。在位置隱私研究方面利用改進的k匿名隱私和旋轉的同構屬性來提供源位置隱私保護，取得了較好的效果。該些方向內容是近幾年研究熱點，可以成為項目後續研究方向。 針對這些研究問題，我們深入分析了國內外現有的方案，提出了自己的新方案或者改進方案，在高質量的國際、國內期刊和會議上發表了相應的論文，為以後的無線感測器網路研究提供了理論和實踐支持。