物聯網RFID量化路由研究

《物聯網RFID量化路由研究》是依託華南師範大學，由余松森擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：物聯網RFID量化路由研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：余松森
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

物聯網環境下RFID和WSN套用有著相互滲透的趨勢，將具有WSN功能的RFID閱讀器稱為RFID節點，其一方面能夠對區域內的標籤進行碰撞識別，另一方面通過WSN能與相鄰節點無線握手協調。為了使數據向目標節點高效地匯集，路由問題是其必須首要考慮的問題。.物聯網RFID路由和WSN路由有相似的地方，均為一種無線多跳的通信協定；但由於RFID節點與WSN節點主要任務、工作環境及上下文因素等有不同之處，兩者路由仍存在很大差異，目前國內外在此方面的研究仍處於空白狀態。.課題基於量化處理的思想對物聯網RFID無線路由進行研究，內容包括：路由上下文信息的獲取、上下文信息在路由各性能指標中的度量、上下文信息量化調控的方式、感知計算模型的實現、安全策略的融入，目的在於構建一個輕量級、具有智慧型感知能力的精準物聯網RFID無線路由協定模型，為快速的開發和部署物聯網RFID套用奠定基礎。

結題摘要

按照項目的任務要求，課題組對影響物聯網RFID 路由的主要上下文信息進行了深入研究，在此基礎上搭建了一個輕量級、具有智慧型感知能力的物聯網RFID 無線路由協定模型。該模型綜合考慮了能量、頻寬和安全因素等，使其適應RFID感測器網路路由協定的需求。實驗表明協定模型通過對網路進行合理的分層均衡了網路節點的能耗，提高了網路的生命周期。與LEACH協定相比較，網路內10%節點死亡時的生命周期提高了23%，網路內30%節點死亡時的生命周期提高了60%，網路內50%節點死亡時的生命周期提高了16%。在網路的安全方面，通過將節點的安全因素考慮到簇首競選和中轉節點的選擇考慮因素範圍中，使得可以判斷出網路的不安全節點，從而繞開惡意節點，並且網路的丟包量減少了30%。研究並提出了一種RFID路由節點地址分配方法，該方法包括鄰接表建立過程、節點間父子關係確定過程和節點地址值分配過程，其特點是引入節點權值來反映節點分布的非均勻性，節點地址塊的大小根據節點權值的不同動態分配。該方法充分考慮了節點分布的非均勻性，能很好地提高節點地址分配成功率、降低平均通信開銷。 研究基於虛擬坐標的啟發式RFID路由算法模型，該路由在下一節點選擇上引入了虛擬坐標以及節點周圍節點數的概念。根據虛擬坐標和周圍節點數，選擇一個合格的啟發函式。計算出最優的下一節點。通過如此疊代的尋找最優下一節點，通過追求局部最優，獲得整體最優的效果，從而找出一條從起始節點到目標節點的最優路徑。 研究一種基於蜂窩結構和坐標定向的RFID路由算法。其算法思想包括蜂窩結構的劃分、數據轉發域的確定、確定最優下一跳和轉發數據過程；坐標定向避免了轉發方向的隨意性（如全面泛洪），最佳化函式的運用避免了能量的大量消耗，簇範疇蜂窩結構內的正三角形劃分使遴選最優下一跳節點能在一定的小範圍內考慮問題，從而化繁為簡。該方法綜合考慮地理位置信息和簇結構，結合最佳化函式，能很好地提高數據的轉發效率。 研究RFID系統套用中的基於上下文相關的安全訪問控制方法。該方法基於包括用戶集、用戶組集、角色集、許可權集和操作集的資料庫實施，包括初始化步驟、動態許可權授權審查步驟以及由上下文條件審查、前驅操作審查和許可權審查組成的用戶訪問控制步驟。本方案具有上下文相關的計算能力，能夠感知用戶上下文信息，以智慧型地調整RFID 系統行為，滿足靈活多變複雜的套用環境需求，有效地解決物