无线传感器网络中的密钥分配算法分析

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1、南京邮电大学全日制工程硕士研究生学位论文第二章无线传感器的网络结构其中，N表示在区域A中的所有结点的个数。R表示信号的传输距离。A表示区域的面积。表2‐1典型传感器节点采用的技术和性能指标BerkeleymoteEYESMedusaImote节点MK-2类型WecRene2DotMicaCPUAT90S8535ATmegATmega103MSP40MHzAARMcorea163430F149M12MHzTHUMB程序8Kbyte16Kbyt128Kbyte60Kbyte1Mbyte512Kbyte内存eRAM0.5Kbyte1

2、Kbyte4Kbyte2Kbyte136Kbyte64Kbyte通信RFMTR1000916MHzRFMTR1001RFMBT类型868.35MHzTR10002.4GHz916Hz通信10Kbit/s10/4115Kbit/s115Kbit/s100Kbit/s速率0Kbit/s传感器价格——传感器价格同样是一个关键因素，因为网络中有大量无线传感器节点。因此节点的单价对于网络来说十分重要。如果无线传感节点的价格比原来的传感器还要昂贵的话，这种新型的网络就没有推广的价值，因此无线传感器节点的单价十分重要。传感器硬件——传感器硬

3、件一般来说分为四个部分。感测部分、处理部分、首发部分和供电部分。或许也有更高级的传感器会带有一些附加部分比如定位系统部分、电源驱动部分等等。感测部分一般由传感器和模数转换器两个字单元组成。其中，传感器用于感测环境的模拟信号；然后通过模数转换器将其转换成数字信号，并传送给处理部分。处理部分通常有一个小的储存单元，可以用来存放运算从其他节点接收交换的数据。收发部分主要负责数据的发送和接收。最后关于供电部分，则是无线网络节点中最重要的部分，由于电源的不可以再次充电且为一次性电源，电源确定了无线网络节点的生命周期，如何合理5南京邮电大

4、学全日制工程硕士研究生学位论文第二章无线传感器的网络结构利用能源来延长节点的生命周期是一个非常重要的课题，很多研究也是针对这一问题而展开的。同样，传感器定位系统在有些网络中也是很重要的一部分，因为有些系统需要精确定位，这就意味着如果知道网络节点的位置将会给系统带来极大的方便。这些系统都要集中在仅有火柴盒大小的网络节点中，因此节点的结构必须要很紧凑才能够实现。除了尺寸的限制，网络节点必须要低能耗，工作在相当恶劣的环境，同时还要经济划算，因此对于器材的选择十分苛刻。典型的传感器网络节点的体积较小，有可能小于1cm3，往往被部署在无

5、人照看或者极其恶劣的环境中，无法更换电池，节点能量严格受限。目前典型的实用化传感器节点有加州大学伯克利分校研制的Mica系列、EYES、MedusaMK-2、Imote等。各类节点采用的技术和性能指标如上表。2.1.2无线传感器网络的构架图2‐1显示的是传感器网络的体系结构，该图表示从工作区域到用户端的运行情况[37]。在特定的区域内，往往有成百上千个节点随机分布在这里，点与点之间有10公分左右的距离，密度可以达到每平方米20多个节点。这样的在狭小的区域，我们应该仔细的计算节点的区域保有量。我们可以分布按照时间来分成三个阶段[

6、6]。第一个阶段是分配阶段和预分配阶段。在这个阶段中，既可以把节点直接分配到指定的区域，不用刻意要求节点的位置；也可以要求个必须到达指定的位置。这个阶段是网络建设的初始阶段。不同的分配方式对下阶段有着不同的影响。图2‐1传感器网络体系结构第二个阶段是节点调整阶段。在这个阶段中，网络的拓扑结构随着节点的变化而变化。这里要强调的是，节点是可移动节点，就像手机一样，位置随着时间的变化而变化。而网络节点的位置变化必然导致结构发生变化。最后一个阶段就是节点变动阶段。当网络基本架构好后，有故障的节点需要删除，新6南京邮电大学全日制工程硕士

7、研究生学位论文第二章无线传感器的网络结构加的节点需要重新定位，这种动态的变换也会对网络的结构产生影响。2.1.2网路运行环境和传播媒介无线传感网络往往架设在比较恶劣的环境以及人很难到达的地方去采集重要信息。一般来说传感节点分布比较密集，比如在人烟稀少的野外、环境恶劣的丛林、危险地化工中心、甚至在激烈交战的战场等。在多路连接的网络中，节点之间需要无线通信。这些连接可以用微波、红外以及可见光实现无线通信。大部分硬件网络都是基于RF电路设计的，蓝牙设备的主频在2.4GHz。低功耗节点运用单通道主频是916MHz。另一种得到广泛应用的

8、是红外通信节点。红外设备没有协议约束，而且它受电磁辐射干扰也比较小。同时红外设备比较便宜，架设也比较方便。还有一种自组织节点在无线网络应用中也有着光辉的前景。能源消耗：无线网络节点属于微电子设备，属于资源严格受限的设备。在绝大部分情形下，电源是不能更新的，也就是说如果一个节点