無線傳感器網絡底層安全的混合MAC協議研究.pdf

1、無線傳感器網絡是新興的下一代傳感器網絡,是一門快速發(fā)展的高新技術,在安全監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、健康醫(yī)療、前沿軍事、精細農業(yè)、智能家居等諸多領域具有廣闊的應用前景,這種新的數據采集與處理技術方興未艾,正逐漸成為各大科研機構、企業(yè)的研究熱點。
　　高效的MAC協議是保證無線傳感器網絡正常運作,高效通信的關鍵。無線傳感器網絡的無線信道分配機制主要有隨機競爭機制、TDMA機制、FDMA機制以及CDMA機制?；陔S機競爭的MAC協議存在空閑偵聽和

2、數據碰撞等能耗問題;基于TDMA的MAC協議則存在時間同步和擴展性差問題;基于FDMA和CDMA的MAC協議實現復雜,傳感器節(jié)點需要較高的處理能力。因而設計一種混合型協議,通過多種機制的優(yōu)化組合,達到最大的應用性能,成為目前無線傳感器網絡MAC協議研究的一個發(fā)展趨勢。
　　本文提出一種基于分簇的底層安全TDMA/CSMA混合MAC協議(STC-MAC),該協議簇內節(jié)點利用TDMA機制實現信道分配,避免碰撞串擾問題,從而達到低延遲快

3、速上傳數據;簇頭節(jié)點則采用CSMA機制,避免多跳同步問題,增強可擴展性;同時,針對底層安全提出了一種可預警的攻擊應對機制,正確快速識別攻擊行為。
　　為了驗證STC-MAC的性能,本文采用了一種層次化、組件自治的仿真平臺——J-Sim,對該平臺下的無線傳感器網絡相關組件進行了擴展。針對 MAC協議的能量有效性和底層可能遭受的攻擊行為,進行了一系列的仿真實驗,輸出了相關的能耗圖。通過與802.11 MAC能耗仿真結果對比和底層攻擊仿