收藏本站
《华中科技大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

智能建筑中无线传感器网络安全研究

张建民  
【摘要】: 随着信息技术、计算机技术、网络技术和控制技术的进步,智能建筑得到了大力的推广和发展。无线传感器网络系统由于具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优点,己开始向智能建筑应用渗透并逐渐成为这方面研究的一个热点。随着无线传感器网络的研究深入和不断走向实用,无线传感器网络的安全问题开始引起人们的关注。能否为无线传感器网络创造一个相对安全的工作环境,是无线传感器网络能否成真正走向实用的关键。但是,目前无线传感器网络的安全方案还处于理论研究阶段,距离实际应用和形成普遍接受的标准还有一段距离。 本文围绕智能建筑中无线传感器网络的安全问题开展了研究工作。根据智能建筑的特点,给出了一个智能建筑中无线传感器网络的拓扑结构。在该网络拓扑结构的基础上从无线传感器网络的密钥管理、广播认证、安全路由和安全定位等四个方面,对智能建筑中无线传感器网络的安全进行了相应的研究。 (1)深入分析了智能建筑中无线传感器网络的特点和无线传感器网络在智能建筑中应用需要解决的问题,根据智能建筑的特点给出一个适用于智能建筑中无线传感器网络的拓扑结构。 (2)针对智能建筑中无线传感器网络的生存时间长,传感器节点容易被物理捕获等特点,提出了两个适用于智能建筑中无线传感器网络的密钥管理方案。这两个方案分别利用节点类型转换和密钥类型转换的方法,在节点间的共享密钥生成后,攻击者从捕获的节点中无法获取正常节点的任何密钥信息,从而可以防止攻击者利用捕获节点对正常节点间的通信进行攻击。 (3)针对智能建筑中无线传感器网络生存时间较长的特点,提出了一种可以长时间持续认证的广播认证算法。该算法采用多个短的密钥链代替μTESLA广播认证协议中单个长的密钥链,并由前面广播数据包携带后面密钥链的参数信息的方法,使广播认证协议可以长期持续工作,并通过把要携带的密钥链的参数信息用Tornado编码来减少每个广播包需要携带的认证附加信息。 (4)针对智能建筑中无线传感器网络生存时间较长和网络可人工维护的能量特点,提出一个基于负载平衡的安全路由协议。该算法把网络中的传感器节点按离Sink节点的跳数分层,计算出每层传感器节点的平均负载,然后传感器节点调整自己向每个父节发送数据包的比例,从而减少节点间能量消耗的差异,延长网络的生存期。在节点分层时,通过采用密钥链的方法来防止恶意节点的进攻,在相邻节点间交换路由信息时,采用节点间的共享密钥来防止攻击者篡改或伪造路由信息。 (5)针对智能建筑中无线传感器网络工作环境影响通信因素多、节点硬件成本要低和节点定位精度不需要太高的特点,提出来一个基于DV-Hop的安全定位算法。该算法在DV-Hop定位算法的基础上,利用密钥链来对信标节点身份进行认证,用中位数对异常数据的不敏感性和信标节点的权重值来减弱恶意节点攻击对定位结果的影响。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李志申;基于ZigBee无线传感器网络节点的软件设计[D];河北工业大学;2011年
2 喻琴燕;基于红外传感的夏热冬冷地区人体热舒适度模型研究与实现[D];安徽建筑工业学院;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邱慧敏;杨义先;钮心忻;;无线传感器网络中广播通信的安全协议设计[J];北京邮电大学学报;2006年05期
2 覃伯平;周贤伟;杨军;;无线传感器网络中密钥管理方案的综合评估[J];传感技术学报;2006年03期
3 白建波;张小松;路诗奎;;ZigBee技术及其在楼宇自动化系统中应用的思考[J];智能建筑与城市信息;2006年01期
4 衣卓;;ZigBee无线网络技术在LonWorks与BACnet系统中的扩展应用[J];智能建筑与城市信息;2007年03期
5 郎为民;杨宗凯;吴世忠;谭运猛;;无线传感器网络安全研究[J];计算机科学;2005年05期
6 陈菲,宋志高,陈克非;无线传感器网络中对密钥管理评估指标研究[J];计算机仿真;2005年05期
7 杨伟丰,汤德佑,孙星明;传感器网络安全研究[J];计算机应用研究;2005年06期
8 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
9 唐勇;周明天;张欣;;无线传感器网络路由协议研究进展[J];软件学报;2006年03期
10 李平;林亚平;曾玮妮;;传感器网络安全研究(英文)[J];软件学报;2006年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦大力;唐颖;;无线传感器网络的安全性研究[J];安防科技;2006年06期
2 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
3 黄布毅;何超前;李冬富;石军;;基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计[J];安防科技;2008年03期
4 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
5 刘俊刚;楼宇智能系统的集成和设计[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年02期
6 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
7 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
8 叶青;周鸣争;;基于“基站”通信原理的无线传感器网络认证技术[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02期
9 陈杰,王晏平,蒋婷婷,方潜生,周原;智能小区教学多媒体演示系统[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年04期
10 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;Energy-Efficient Optimal Scheme Based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 易军;黄河;李太福;;基于DPSO的无线传感器网络QOS路由算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
8 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
10 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
4 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
7 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
8 刘昕;基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究[D];华中科技大学;2010年
9 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 肖美华;无线传感器网络节点定位关键技术研究[D];南昌航空大学;2010年
3 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
4 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
5 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
6 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
8 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
9 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
10 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁照权;黄梅初;杜征;刘芳;;基于ZigBee无线网络的大棚种植温度监测系统[J];安徽农业科学;2008年13期
2 刘永顺;;无线传感器网络及其应用[J];安阳师范学院学报;2009年02期
3 李成大;张京;龚茗茗;;无线传感器网络及其应用综述[J];成都电子机械高等专科学校学报;2007年03期
4 郭维钧;我国智能建筑的最新发展[J];传感器世界;2004年06期
5 朱巍峰;;ZigBee物理层关键技术研究[J];常熟理工学院学报;2009年04期
6 周军;史兴才;徐超;;基于ZigBee的多用户智能电表设计[J];电测与仪表;2010年01期
7 王永春;;ZigBee技术在智能家居中的应用[J];智能建筑与城市信息;2009年01期
8 闫富松;赵军辉;李秀萍;;ZigBee技术及其应用[J];广东通信技术;2006年04期
9 刘江沙;雷伟;尹酉;;基于CC2430的串口无线模块的设计[J];国外电子元器件;2007年04期
10 何大宇;韦铱;徐英鹏;;ZigBee无线传感网络的医疗应用研究[J];长春工业大学学报(自然科学版);2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 彭刚;刘戎;王方年;孙广义;;无线传感器网络研究概述[A];广西计算机学会2007年年会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗明智;室内空气流速对人体生理指标及热舒适性影响的研究[D];重庆大学;2005年
2 吴婧;室内空气流速与人体舒适及生理应激关系研究[D];重庆大学;2005年
3 卢崇;无线传感器网络节点研制及网络管理软件开发[D];西北工业大学;2007年
4 崔文华;ZigBee协议栈的研究与实现[D];华东师范大学;2007年
5 闫沫;ZigBee协议栈的分析与设计[D];厦门大学;2007年
6 陆林燕;ZigBee网络层构建及其核心机制研究[D];华东师范大学;2008年
7 邹卫华;ZigBee技术在智能家居中的应用[D];哈尔滨理工大学;2008年
8 曹晓庆;影响室内热舒适参数的理论与实验研究[D];重庆大学;2008年
9 周涛;基于Zigbee技术的无线传感器网络平台的设计与研究[D];新疆大学;2009年
10 林子敬;基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与实现[D];中国科学技术大学;2009年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 范磊磊;基于ZStack协议的WSN滑坡监测系统研制[D];成都理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 屈玉贵,翟羽佳,蔺智挺,赵保华,张英堂;一种新的无线传感器网络传感器放置模型[J];北京邮电大学学报;2004年06期
2 柳立峰,邹仕洪,张雷,程时端;基于概率覆盖模型的无线传感器网络密度控制算法[J];北京邮电大学学报;2005年04期
3 郭维钧;我国智能建筑的最新发展[J];传感器世界;2004年06期
4 张剑,龚俭;一种基于模糊综合评判的入侵异常检测方法[J];计算机研究与发展;2003年06期
5 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽;无线传感器网络研究进展[J];计算机研究与发展;2005年01期
6 陈菲,宋志高,陈克非;无线传感器网络中对密钥管理评估指标研究[J];计算机仿真;2005年05期
7 原羿,苏鸿根;基于ZigBee技术的无线网络应用研究[J];计算机应用与软件;2004年06期
8 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
9 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭英慧;刘云;程子栋;;基于移动节点的改进扩充口令协议[J];科技创新导报;2010年29期
2 魏红彬;张俨娜;;一种改进的无线传感器网络密钥管理算法[J];河南农业大学学报;2010年04期
3 郑燕飞;李晖;陈克非;;无线传感器网络的安全性研究进展[J];信息与控制;2006年02期
4 李琳;王汝传;姜波;黄海平;;无线传感器网络层簇式密钥管理方案的研究[J];电子与信息学报;2006年12期
5 杨金;肖德贵;罗娟;;无线传感器网络三密钥管理机制的研究[J];计算机工程与应用;2009年09期
6 谢妙;熊春荣;;无线传感器网络安全技术探析[J];现代计算机(专业版);2009年08期
7 李明;熊盛武;郑晓亮;;基于分簇的有效无线传感器网络密钥管理方案[J];电子设计工程;2011年10期
8 王睿;韩芳溪;张晓丽;;无线传感器网络密钥预分配与动态分配策略[J];计算机工程与应用;2006年03期
9 王袁希儿;武传坤;;一种基于单向函数的适用于传感器网络的密钥预分配方案[J];计算机应用研究;2008年07期
10 杨顺;李乔良;;分层无线传感器网络密钥管理研究[J];微计算机信息;2010年30期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈鹏;纪晔;;监理在建筑智能化系统工程中的作用[A];河南省土木建筑学会2010年学术大会论文集[C];2010年
2 余应厚;;智能建筑中火灾自动报警系统[A];河南省土木建筑学会2009年学术大会论文集[C];2009年
3 林序;马冬梅;;转变观念提高智能建筑施工组织设计质量[A];2000年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集(河南分册)[C];2000年
4 康琰;;智能建筑系统集成探讨[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2002年
5 王赞;;浅谈智能建筑中弱电系统设计[A];河南省金属学会2010年学术年会论文集[C];2010年
6 姚宣霞;郑雪峰;;无线传感器网络安全研究[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第2届中国普适计算学术会议(PCC'06)论文集[C];2006年
7 邓薇;;浅谈建筑电气智能化设计对智能建筑发展的影响[A];建筑电气设计与研究——湖北省/武汉市建筑电气专业委员会二○○九年年会论文集[C];2009年
8 郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;;基于无线传感器网络的室内定位系统[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
9 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
10 骆吉安;柴利;;无线传感器网络的滚动时域状态估计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李涛;智能建筑人才难觅[N];中华建筑报;2004年
2 姚澜;透视智能建筑行业2005趋势[N];中华建筑报;2004年
3 赵素萍;智能建筑“一卡通”系统的应用[N];建筑报;2000年
4 鞠鹏;山东智能建筑检测后才能使用[N];中国建设报;2010年
5 春华;向智能建筑BA产品要品牌[N];中国房地产报;2003年
6 多维;智能建筑 莫成聋子耳朵[N];中华建筑报;2003年
7 证券时报记者 蒋晔;延华智能积极参加“后世博”建设[N];证券时报;2010年
8 记者 林汝恺;智能建筑不能重建设轻管理[N];建筑时报;2003年
9 博州建筑工程质量安全监督站 卓娅;浅谈智能建筑[N];博尔塔拉报;2007年
10 江波;打造智能建筑 为世博“客厅”添光彩[N];通信产业报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 代航阳;分布式无线传感器网络密钥管理研究[D];电子科技大学;2010年
2 雷凤宇;无线传感器网络密钥管理研究[D];华中科技大学;2010年
3 毕嘉娜;无线传感器网络能量有效安全路由协议研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 姜宇;基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究[D];吉林大学;2011年
5 朱政坚;无线传感器网络安全关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 张建民;智能建筑中无线传感器网络安全研究[D];华中科技大学;2007年
7 赵宝康;无线传感器网络隐私保护关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 周彦;无线传感器网络中基于量化信息的目标状态估计与融合[D];上海交通大学;2010年
9 谷雨;无线传感器网络中目标覆盖的研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 马永波;无线传感器网络精确动态定位及其安全性问题研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马宝英;无线传感器网络密钥管理方案的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 于海霞;无线传感器网络密钥管理方案研究[D];燕山大学;2010年
3 杨顺;无线传感器网络密钥管理方案研究[D];湖南大学;2010年
4 吕远方;无线传感器网络密钥管理机制研究[D];湖南大学;2010年
5 孔贝贝;无线传感器网络的密钥管理与安全路由技术研究[D];西南交通大学;2010年
6 胡佳;分簇无线传感器网络中动态密钥管理方案的研究[D];东华大学;2011年
7 吴海;无线传感器网络安全技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
8 薛小芹;无线传感器网络安全及广播认证研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 闫培玲;基于簇结构的WSN混合密钥管理方案的研究[D];河南大学;2010年
10 黄振;无线传感器网络密钥管理研究[D];中国科学院研究生院;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026