一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法
2023-05-01 13:57:31
專利名稱：一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法
技術領域：
本發明屬於網絡信息安全領域，尤其是一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法。
背景技術：
獲得節點的位置信息是提供網絡拓撲自配置、實時統計網絡覆蓋質量和協助路由等網絡功能的重要基礎，定位技術隨著無線傳感器網絡的廣泛發展受到了廣泛的關注。隨著無線網絡應用範圍的逐漸擴大，定位中的安全問題也顯得尤為重要，尤其是在軍事國防、 環境監測等領域中，如何在存在不安全因素的網絡環境中保證無線傳感器節點的定位效果成為無線傳感器網絡中新的技術挑戰。在無線傳感器網絡節點定位中，具有自身定位功能、獲得自身位置的節點稱為信標節點，需要藉助信標節點提供的位置信息作為參照從而完成定位的節點稱為未知節點。 信標節點提供給未知節點的定位信息直接關係到未知節點的定位結果。然而，現有的評估方法無法幫助未知節點篩選出較為可靠的信標節點及它們提供的位置信息，以剔除惡意的信標節點，保證定位結果的可靠性。
發明內容
針對上述技術的不足之處，本發明提供一種可以有效評估信標節點及其提供的位置信息的可靠性，篩選出信譽值較高的信標節點及它們提供的信息，從而降低無線傳感器節點在不安全環境下定位誤差的一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法。為實現上述目的，本發明提供一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，包括以下步驟(1)信標節點向周圍節點發送自身的位置信息；(2)相鄰信標節點對發出信息的信標節點進行信譽評估；(3)未知節點收集自身的相鄰信標節點相互之間的信譽評估值，得出自身對相鄰信標節點的綜合評估值；(4)未知節點將自身的相鄰信標節點按照信譽值由高至低進行排列，得到值得信任的信標節點信息用於定位計算。在步驟O)中，還包括以下步驟(2. 1)相鄰信標節點收到信標節點發出的消息後，根據信標節點聲稱的位置信息結合自身的位置信息計算信標節點與相鄰信標節點之間的距離；(2. 2)相鄰信標節點根據接收到的信號的相關信息，基於測距方法估算信標節點與相鄰信標節點之間的距離；(2. 3)相鄰信標節點計算對於信標節點的信譽評估值。在步驟(2. 2)中，相鄰信標節點根據接收到的信號的相關信息包括信號強度、到達角度、到達時間或到達時間差。
在步驟(2. 3)中，在網絡初始階段為每個信標節點賦予信譽初始值。在步驟中，還包括以下步驟(4. 1)未知節點將周圍的信標節點按照信譽值的大小由高至低進行排列；(4. 2)未知節點利用極大似然估計法來計算自身的坐標，在計算中未知節點需要獲得信標節點的位置以及自身與這些信標節點之間的距離，未知節點選取信譽值大於閾值的信標節點，採納它們提供的位置信息，並且根據測距算法獲得與這些信標節點之間的距
1 O在步驟(4. 2)中，測距算法為基於信號強度、到達角度、到達時間或到達時間差的測距方法中的一種。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明可以有效評估信標節點及其提供的位置信息的可靠性，篩選出信譽值較高的信標節點及它們提供的信息，從而降低無線傳感器節點在不安全環境下定位誤差；本發明不是針對某一種攻擊形式提出的安全定位方法，而是從提供定位信息的信標節點的可靠性上進行考慮，對信標節點的信譽進行評價，從而篩選出可靠的信標節點及其提供的位置信息用於定位；本發明適用於多種基於測距的定位方法；本發明對於傳感器節點的硬體配製沒有特殊要求。
圖1為本發明的流程圖；圖2為本發明的實施例的網絡模型圖；圖3和圖4為使用本發明與沒有使用本發明的未知節點定位誤差比較的仿真結果圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。如圖1所示，本發明提供一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，包括以下步驟(1)信標節點向周圍節點發送自身的位置信息；信標節點&將消息{/ , 11( ,3 )}廣播出去，/ ,表示信標節點Bi的ID號， ( , ,3 )表示信標節點Bi的二維坐標；(2)相鄰信標節點對發出信息的信標節點進行信譽評估；(2. 1)相鄰信標節點B」收到信標節點Bi發出的消息後，根據Bi聲稱的位置信息結合自身的位置信息計算信標節點Bi與Bj之間的距離.(2. 2)相鄰信標節點Bj根據接收到的信號的相關信息(信號強度、到達角度、到達時間或到達時間差)基於測距方法估算信標節點Bi與B」之間的距離i^,,.步驟2. 3 相鄰信標節點B」計算對於信標節點Bi的信譽評估值
權利要求
1.一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，包括以下步驟(1)信標節點向周圍節點發送自身的位置信息；(2)相鄰信標節點對發出信息的信標節點進行信譽評估；(3)未知節點收集自身的相鄰信標節點相互之間的信譽評估值，得出自身對相鄰信標節點的綜合評估值；(4)未知節點將自身的相鄰信標節點按照信譽值由高至低進行排列，得到值得信任的信標節點信息用於定位計算。
2.根據權利要求1所述的一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，其特徵在於，在步驟O)中，還包括以下步驟(2. 1)相鄰信標節點收到信標節點發出的消息後，根據信標節點聲稱的位置信息結合自身的位置信息計算信標節點與相鄰信標節點之間的距離；(2. 2)相鄰信標節點根據接收到的信號的相關信息，基於測距方法估算信標節點與相鄰信標節點之間的距離；(2. 3)相鄰信標節點計算對於信標節點的信譽評估值。
3.根據權利要求2所述的一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，其特徵在於，在步驟(2. 中，相鄰信標節點根據接收到的信號的相關信息包括信號強度、到達角度、到達時間或到達時間差。
4.根據權利要求2所述的一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，其特徵在於，在步驟(2. 中，在網絡初始階段為每個信標節點賦予信譽初始值。
5.根據權利要求1所述的一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，其特徵在於，在步驟中，還包括以下步驟(4. 1)未知節點將周圍的信標節點按照信譽值的大小由高至低進行排列；(4. 2)未知節點利用極大似然估計法來計算自身的坐標，在計算中未知節點需要獲得信標節點的位置以及自身與這些信標節點之間的距離，未知節點選取信譽值大於閾值的信標節點，採納它們提供的位置信息，並且根據測距算法獲得與這些信標節點之間的距離。
6.根據權利要求1所述的一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，其特徵在於，在步驟(4. 中，測距算法為基於信號強度、到達角度、到達時間或到達時間差的測距方法中的一種。
全文摘要
本發明提供一種無線傳感器網絡定位中信標節點信譽評估方法，屬於網絡信息安全領域，包括以下步驟信標節點向周圍節點發送自身的位置信息；相鄰信標節點對發出信息的信標節點進行信譽評估；未知節點收集自身的相鄰信標節點相互之間的信譽評估值，得出自身對相鄰信標節點的綜合評估值；未知節點將自身的相鄰信標節點按照信譽值由高至低進行排列，得到值得信任的信標節點信息用於定位計算。本發明可以有效評估信標節點及其提供的位置信息的可靠性，篩選出信譽值較高的信標節點及它們提供的信息，從而降低無線傳感器節點在不安全環境下定位誤差。本發明適用於多種基於測距的定位方法，並且對於傳感器節點的硬體配製沒有特殊要求。
文檔編號H04W24/00GK102378217SQ20111034014
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者何涇沙, 張婷, 李曉會 申請人:北京工業大學