[發(fā)明專利]基于信標校驗機制的傳感器網(wǎng)絡定位方法

有效

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• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102547979A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 許力;黃晨鐘;孔祥增;葉阿勇;鐘進發(fā)
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于信標校驗機制的傳感器網(wǎng)絡定位方法。

背景技術

無線傳感器網(wǎng)絡的定位技術是無線傳感器網(wǎng)絡的支撐技術之一，節(jié)點的位置信息是無線傳感器網(wǎng)絡應用的前提條件。無線傳感器網(wǎng)絡在部署之后必須采用一定的定位機制才可解決節(jié)點定位問題。如何從定位性能方面優(yōu)化定位機制的設計，在精度方面上提高定位的效果，同時盡可能適應傳感器節(jié)點的大規(guī)模、低成本、微型化、隨機分布、資源受限的特點，是研究定位技術需要解決的一個關鍵問題。

目前，大部分無線傳感器網(wǎng)絡定位技術的研究均建立在安全可信的網(wǎng)絡環(huán)境中。然而，無線傳感器網(wǎng)絡開放式的網(wǎng)絡特點決定了節(jié)點定位過程中可能面臨著安全威脅。針對節(jié)點定位系統(tǒng)的攻擊具有明確的針對性，即為了提高破壞力，許多原有攻擊被增強并側重于信標節(jié)點和信標報文；同時，攻擊手段因系統(tǒng)所采用的定位技術和過程不同而異，種類較多。攻擊所產(chǎn)生的無效或錯誤的定位結果將可能導致嚴重后果（如錯誤甚至截然相反的監(jiān)測結果、網(wǎng)絡功能局部或整個癱瘓等等），進而給傳感器網(wǎng)絡應用，尤其是那些具有重要使命的應用（例如戰(zhàn)場監(jiān)視或商業(yè)應用）造成難以估量的重大損失。所以，如何在存在敵對可能的網(wǎng)絡環(huán)境下對節(jié)點進行安全定位，也是無線傳感器網(wǎng)絡定位技術需要解決的關鍵問題之一。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于信標校驗機制的傳感器網(wǎng)絡定位方法，該方法可防御惡意信標節(jié)點通過蟲洞虛增平均單跳校正值，在不隔離受攻擊節(jié)點的情況下，通過提高容忍攻擊的能力來提高定位安全性。

本發(fā)明的按照以下方案實現(xiàn)：一種基于信標校驗機制的傳感器網(wǎng)絡定位方法，其特征在于：包括以下步驟實現(xiàn)：

1）首先，網(wǎng)絡中的節(jié)點獲取自身與其它信標節(jié)點最小跳數(shù)值，以確定各信標節(jié)點向其鄰近節(jié)點廣播分組信息{????????????????????????????????????????????????,,}，其中、為信標節(jié)點i的坐標，為待測節(jié)點到信標節(jié)點的跳數(shù)，初始值為0，鄰近節(jié)點接收到分組信息后，將跳數(shù)增1向其鄰節(jié)點廣播分組信息，通過這種泛洪的方式，網(wǎng)絡節(jié)點都將獲得相關信標節(jié)點的分組信息；

2）假設無線傳感器網(wǎng)絡的信標節(jié)點數(shù)為n，信標校驗機制將信標節(jié)點分為1個被校驗信標節(jié)點其中，i∈1、2、3……n，與n-1個校驗信標節(jié)點其中，j∈1、2、3……n,?j≠i，利用式（1）或式（2）計算得n組n-1個被校驗信標節(jié)點與校驗信標節(jié)點之間的平均單跳距離,：

??????（1）???????????????????

??或??????（2）

其中，i，j為信標節(jié)點的標識符，是被校驗信標節(jié)點與校驗信標節(jié)點之間的歐氏距離，或是由步驟（1）計算得到的被校驗信標與校驗信標之間的跳數(shù)值。

每個被校驗信標i（i∈1、2、3……n）都映射得n-1個值，n個被校驗信標映射得n組n-1個值，信標校驗機制利用式（3）將每一組內的值取平均值，得到，

????????????（3）

其中，i?為一被校驗信標節(jié)點的標識符，i∈(1、2、3……n)；j為n-1個校驗信標節(jié)點的標識符，j≠i,j∈(1、2、3……n)；

3）通過計算n組校驗信標節(jié)點與被校驗信標節(jié)點之間的值，計算得到n個correction,即網(wǎng)絡中每一個信標節(jié)點都將一個屬于自身的可信度最高的平均單跳校正值correction，與典型的DV-Hop算法類似，未知節(jié)點獲得3個或3個以上的信標節(jié)點的位置信息，通過三邊測量法實現(xiàn)自身定位。

附圖說明

圖1是本發(fā)明信標校驗機制的算法流程圖。

具體實施方式

下面詳細敘述本發(fā)明的基本原理及實施方式。

信標節(jié)點的隱藏信道蟲洞可以影響平均單跳的校正值，導致節(jié)點的定位精度的下降。本發(fā)明通過對各信標節(jié)點進行安全校驗，從而提高算法容忍攻擊的能力。

本發(fā)明包括以下步驟實現(xiàn)：