[發(fā)明專利]一種基于消息延時條件傳輸的移動無線傳感器網絡節(jié)點身份保護方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910083789.0
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN101557608A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 蘆效峰;陳佳;蒲菊華;劉偉;熊璋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W28/06
• 分類號: H04W28/06;H04W28/14;H04W84/18
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

1.一種基于消息延時條件傳輸的移動無線傳感器網絡節(jié)點身份保護方法，其特征在于對于節(jié)點身份的保護包括有下列處理步驟：

步驟一、源節(jié)點N_i和目的節(jié)點N_t的確定

將所需傳輸的消息M_i人工輸入給移動無線傳感器網絡中的任意一個節(jié)點，該節(jié)點記為源節(jié)點N_i；同時人工向網絡中除源節(jié)點N_i以外的任意一個節(jié)點輸入先驗信息M_TRA_i，對能夠接收到該先驗信息M_TRA_i的節(jié)點記為目的節(jié)點N_t；在移動無線傳感器網絡中，除源節(jié)點N_i和目的節(jié)點N_t以外的節(jié)點記為普通節(jié)點N_j；

步驟二、源節(jié)點N_i采用基于鄰居節(jié)點統(tǒng)計的自適應消息分段方法對消息M_i進行分段打包；自適應消息分段方法的處理步驟如下所述：

步驟2-1：源節(jié)點N_i對接收到的消息M_i＝{MDATA_i，MTIME_i}進行存儲，其中，MDATA_i表示消息內容，MTIME_i表示消息失效時間；

步驟2-2：初始化源節(jié)點N_i用于自適應消息分段方法的各項參數F＝{Nb_w，NNUM，NEW_NNUM，LOOP_NUM}，Nb_w表示第一鄰居節(jié)點表單，NNUM表示鄰居節(jié)點次數，NEW_NNUM表示鄰居節(jié)點個數，LOOP_NUM表示源節(jié)點當前循環(huán)次數；

步驟2-3：源節(jié)點N_i向鄰居節(jié)點廣播的源節(jié)點廣播NDM，鄰居節(jié)點接收到該源節(jié)點廣播NDM后向源節(jié)點N_i反饋響應NDM_ACK；

步驟2-4：源節(jié)點N_i在設置時間段T內對鄰居節(jié)點響應NDM_ACK進行統(tǒng)計，獲得當前消息分段打包參數；

步驟2-5：源節(jié)點N_i判斷當前循環(huán)次數LOOP_NUM是否超過統(tǒng)計循環(huán)次數w，若超過，則執(zhí)行步驟2-6，若沒有超過則將LOOP_NUM加1，并返回至步驟2-3；

步驟2-6：依據統(tǒng)計循環(huán)次數w在設置時間段T內，對鄰居節(jié)點次數NNUM與鄰居節(jié)點個數NEW_NNUM的統(tǒng)計，獲得消息發(fā)送周期SEND_TIMEi=NNUMNEW_NNUM×T;]]>

步驟2-7：依據鄰居節(jié)點次數NNUM和統(tǒng)計循環(huán)次數w的比值，獲得平均鄰居節(jié)點數

步驟2-8：源節(jié)點N_i將消息分段打包

源節(jié)點N_i采用平均分配方法將消息M_i中的消息內容MDATA_i分成k段，然后分別打包；每個數據包SEG_PACKET由如下項組成：

??k??SEG_ID??SEG_DATA_i??MTIME_i??SEND_TIME_i??NNUM_AVG_i

k表示段數，SEG_ID表示數據段的ID，SEG_DATA_i表示本段的消息內容，MTIME_i表示消息的失效時間，SEND_TIME_i表示消息的發(fā)送周期，NNUM_AVG_i表示平均鄰居節(jié)點個數；

步驟三、源節(jié)點N_i采用基于鄰居節(jié)點動態(tài)分析的消息延時傳輸方法對數據段SEG_PACKET進行延時傳輸，延時傳輸步驟為；

步驟3-1：初始化源節(jié)點N_i用于消息延時傳輸方法的各項參數P＝{Nb_k，LOOP_NUM}，Nb_k表示消息延時傳輸時的鄰居節(jié)點表單，LOOP_NUM表示源節(jié)點當前循環(huán)次數；

步驟3-2：源節(jié)點N_i向鄰居節(jié)點廣播源節(jié)點廣播NDM，鄰居節(jié)點接收到該源節(jié)點廣播NDM后向源節(jié)點N_i反饋響應NDM_ACK；

步驟3-3：源節(jié)點N_i在設置時間段T內對鄰居節(jié)點響應NDM_ACK進行統(tǒng)計，獲得當前消息傳輸參數；源節(jié)點N_i從存儲在緩存里的鄰居節(jié)點響應NDM_ACK中提取出各個鄰居節(jié)點的ID，如果ID和消息延時傳輸時的鄰居節(jié)點表單Nb_k中所有的節(jié)點ID不相同時，將ID添加到消息延時傳輸時的鄰居節(jié)點表單Nb_k的第LOOP_NUM行中；提取并比較所有NDM_ACK中的鄰居節(jié)點ID，如果有鄰居節(jié)點ID與Nb_k中已有的節(jié)點ID相同，則返回至步驟3-2中；如果所有的鄰居節(jié)點ID與Nb_k中已有的節(jié)點ID都不相同，則執(zhí)行步驟3-4；

步驟3-4：源節(jié)點N_i判斷發(fā)現的鄰居節(jié)點次數NNUM是否達到平均鄰居節(jié)點數NNUM_AVG_i；如果NNUM大于等于NNUM_AVG_i，則執(zhí)行步驟3-5；如果NNUM小于NNUM_AVG_i，則返回至步驟3-2；

步驟3-5：源節(jié)點N_i從源節(jié)點數據等待隊列中，按照FIFO原則取出一段數據進行發(fā)送，每段數據只發(fā)送一次；

步驟3-6：判斷是否所有的數據段都發(fā)送完畢；比較LOOP_NUM和k，如果LOOP_NUM≥k，則所有的數據段都已經發(fā)送完畢；否則將LOOP_NUM加1，返回步驟3-2中，繼續(xù)數據段的發(fā)送；

步驟四、普通節(jié)點N_j采用基于鄰居節(jié)點動態(tài)分析的消息延時轉發(fā)方法對數據段SEG_PACKET進行轉發(fā)，數據段經過一跳或多跳后，到達目的節(jié)點N_t，消息延時轉發(fā)步驟為；

步驟4-1：初始化普通節(jié)點N_j的第一鄰居節(jié)點表單Nb_w和循環(huán)次數LOOP_NUM；

步驟4-2：普通節(jié)點N_j監(jiān)聽鄰居節(jié)點廣播的鄰居廣播NDM，如果監(jiān)聽到鄰居廣播NDM，執(zhí)行步驟4-3；否則，跳轉至步驟4-5；

步驟4-3：普通節(jié)點N_j反饋NDM_ACK，并將鄰居節(jié)點次數NNUM置0；

步驟4-4：在消息發(fā)送周期SEND_TIME_i內普通節(jié)點N_j接收由鄰居節(jié)點發(fā)送的數據幀，并將接收到的數據幀存儲至緩存中，然后跳轉步驟4-6；如果沒有接收到鄰居節(jié)點發(fā)送的數據幀，則執(zhí)行步驟4-5；

步驟4-5：普通節(jié)點N_j的數據等待隊列中是否有等待發(fā)送的數據段，如果有則跳轉步驟4-8，如果沒有等待發(fā)送的數據段，則返回步驟4-2；

步驟4-6：判斷是否第一次接收該數據幀；從緩存里的數據幀中提取出數據段的SEG_ID，和普通節(jié)點N_j中存儲的所有數據段SEG_ID做比較；如果該數據段的SEG_ID為新ID，則存儲此SEG_ID并執(zhí)行步驟4-7；否則返回步驟4-2；

步驟4-7：將數據幀送入具有FIFO結構的數據等待隊列，排隊等待發(fā)送；該數據等待隊列只存儲節(jié)點接收后需要轉發(fā)的數據幀；而步驟二中分段打包后的數據不可以存入普通節(jié)點的數據等待隊列中進行發(fā)送；

步驟4-8：普通節(jié)點N_j向鄰居節(jié)點廣播的普通節(jié)點廣播NDM；

步驟4-9：在消息發(fā)送周期SEND_TIME_i內，普通節(jié)點N_j對鄰居節(jié)點響應NDM_ACK進行統(tǒng)計；普通節(jié)點N_j將接收到的鄰居節(jié)點響應NDM_ACK存入節(jié)點的緩存；源節(jié)點N_i每接收到一條NDM_ACK，則鄰居節(jié)點次數NNUM加1；普通節(jié)點N_j從存儲在緩存里的鄰居節(jié)點響應NDM_ACK中提取出各個鄰居節(jié)點的ID，如果ID和第一鄰居節(jié)點表單Nb_w中所有的節(jié)點ID不相同時，將ID添加到第一鄰居節(jié)點表單Nb_w的第LOOP_NUM行中；提取并比較所有NDM_ACK中的鄰居節(jié)點ID，如果有鄰居節(jié)點ID與Nb_w中已有的節(jié)點ID相同，則返回步驟4-2；如果所有的鄰居節(jié)點ID與Nb_w中已有的節(jié)點ID都不相同，則執(zhí)行步驟4-10；

步驟4-10：普通節(jié)點N_j判斷發(fā)現的鄰居節(jié)點次數NNUM是否達到平均鄰居節(jié)點數NNUM_AVG_i；如果NNUM大于等于NNUM_AVG_i，則執(zhí)行下一步；否則返回步驟4-2；

步驟4-11：普通節(jié)點N_j發(fā)送一段數據；普通節(jié)點N_j從數據等待隊列中，按照FIFO原則取出一段數據進行發(fā)送；每段數據只發(fā)送一次；然后將LOOP_NUM加1，并和w比較，如果LOOP_NUM大于等于w，則將LOOP_NUM和Nb_w清零；

步驟五、目的節(jié)點N_t對消息的使用

目的節(jié)點N_t對接收到的消息M_i＝{MDATA_i，MTIME_i}中的所有數據段，拾取出各個數據段的內容SEG_DATA_i并按先后順序排列，然后使用先驗信息M_TRA_i獲得消息M_i＝{MDATA_i，MTIME_i}中的MDATA_i。