[发明专利]一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法

权利要求书

1.一种基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法，其特征在于包括：

1)预配置和网络初始化阶段：根据泰森多边形划分规则，无线传感器网络中各个基站以其各自位置信息对其部署域进行划分，使得：每个被划分的子部署域Vcell中有且仅有一个基站；给定一个Vcell_i及其覆盖的基站q_i，则其上任意一传感器节点n_i到q_i的距离小于等于其到其它基站的距离，当且仅当n_i位于区域边界点时，等号成立；结合泰森多边形划分规则及Hilbert空间填充曲线，基站通过以下步骤对网络进行初始化：

步骤a：部署域中的各个基站使用泰森多边形划分规则及Hilbert空间填充曲线将部署域划分为若干子域并进行排序，在采用泰森多边形划分规则对部署域进行划分的基础上，使用Hilbert空间填充曲线对部署域进行迭代划分，给定待划分区域：首先将划分为N×N个大小均一的格状子区域Gcell，其中N∈2ⁿ(n＝1，2，…)；使用Hilbert线序对Gcells进行编号排序；各传感器将其所属的Hilbert序号Gcell_i及泰森多边形划分域号Vcell_i分别记录于其相应的状态码中；

步骤b：各个Gcell边界的传感器感知其覆盖范围内同属一个Vcell的最小上Gcell号传感器集及最大下Gcell号传感器集，并根据与其同属一个Vcell基站的相对位置将其分别标记为向心节点集和离心节点集；

步骤c：各基站分别计算以自身为中心、R为半径的阿基米德螺线所经过的传感器，并进行广播；而各个传感器仅接收其所属Vcell的基站的广播信息并将其标记在相应的状态位；

步骤d：各个传感器间感知其覆盖范围内是否有右或左传感器被标记为环传感器，若存在，则将其记录在其环右侧节点集中；

2)信息发送阶段：在预配置和初始化阶段，各传感器节点n_i预载入两个对称密钥k_i，B，k_i和一个哈希函数F；其中，k_i，B为q_i与基站共享的对称密钥；k_i为节点q_i与其邻节点共享的广播密钥；信息传输主要包括以下步骤：

步骤e：源节点G(h)跳有限洪泛，G(h)为一个随机函数；

步骤f：(k，p)-环路由：k表示路由所需经过的最大环数，p为传感器节点以环右侧节点集中节点为下一条中继的路由概率，(1-p)为节点以向心节点集或离心节点集中的节点为下一条候选中继的路由概率，其中，向心节点集或离心节点集的选择由信息的状态位决定，当信息未路由至基站时，相应的状态位为1，此时节点属于向心节点集；当基站接收到信息后，将其相应的状态位改为0，此时节点属于离心节点集；

步骤g：G(h)跳基站伪装：将信息伪装成一个普通的“中继”节点，当信息被基站接收时，基站将该信息进行有限的G(h)跳转发。

2.根据权利要求1所述的基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法，其特征在于：所述信息发送阶段中，传感器节点不定期地生成并发送伪消息以扰乱攻击者，每一个传感器节点q_i在初始化时预载入两个随机数：λ和h_fake，其中，λ表示伪消息产生的概率，h_fake表示一个伪消息被转发的最大次数。

3.根据权利要求2所述的基于伪螺旋的无线传感器网络路由方法，其特征在于：所述伪消息的混淆生成策略中加入了触发机制和抑制机制，

触发机制：每一个传感器含有一个计时器T_i，当传感器节点长时间没有作为源节点或中继节点传输信息即T_it时，则伪消息混淆生成机制被触发，并将伪消息的相应状态值改为Fake，其自身节点的状态也改为Fake；其中，每一个传感器节点所设定的计时器的值各异，传感器的状态值Fake将在其结束伪消息后的m个计时器周期后恢复为True；

抑制机制：当传感器节点感知到其覆盖范围内的其它节点的状态值为Fake时，其自身的计时器暂停；此外，当该节点正在传输信息状态值为True的信息时，若同时接收到状态值为Fake的信息，则忽略其h_fake参数的设置，直接将其丢弃。