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物联网安全通信节点分配优化模型研究

更新时间：2019-12-11 17:07:08 大小：1M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

进行物联网安全通信节点分配可以保障物联网的安全运行.物联网安全通信节点分配是按照节点之间的距离远近和通信连接状况确定的,而传统算法是基于感知模型的分配算法都是采用随机策略进行分配,忽略了节点之间的距离远近和通信连接状况,导致网络的总体传输能力下降,安全通信节点分配准确度下降.提出采用PSO的物联网安全通信节点分配优化方法.将物联网中节点的连接关系用一棵组播树的形式表示,获得最小组播树的约束条件;将节点之间的连接关系表示为微粒的一个分量,一个微粒代表一个可行性解,通过更新微粒的飞行速度和位置,不断搜索物联网中节点之间的最优连接关系,最终实现物联网安全通信节点分配优化.仿真结果表明,改进算法能够对物联网安全通信节点进行准确分配,提高物联网的通信性能,具有良好的实用性.

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第33卷第11期

算机仿真

2016年11月

文章号：1006— 9348(2016)11— 0302— 04

物网安全通信点分配化模型研究

李

(武科技大学城市学院，湖北武 430083)

摘要：行物网安全通信点分配可以保障物网的安全运行。物网安全通信点分配是按照点之的距离近和

通信接状况确定的，而

算法是基于感知模型的分配算法都是采用随机策略行分配，忽略了点之的距离近和

能力下降，安全通信点分配准确度下降。提出采用PSO的物网安全通信点分配

的形式表示，得最小束条件：将点之接关系表

微粒的一个分量，一个微粒代表一个可行性解，通更新微粒的行速度和位置，不断搜索物网中点之的最

接关系，最网安全通信点分配化。仿真果表明，改算法能网安全通信行准确分配，提高

通信接状况，致网

的

体

化方法。将物网中点的接关系用一棵

播

的

示

物

点

物

关

网的通信性能，具有良好的用性。

：粒子群算法；物网；点分配

中圈分号：四39l

文献

：B

Internet

Communication Nodes Distribution

Security

Model For Research

Optimization

Qing

of Information

Wuhan

of Science and

Hubei

430083，China)

(Faculty

Engineering City College

University

Technology，Wuhan

method for the secure communication node distribution of Internet of

PSO

ABSTRACT：An

things

using

optimization

form of

connected relation between the nodes in the Intemet of

things

the

a multi-

represented by

proposed．The

cast

the constraint condition of the most multicast tree is obtained．The connection relation between nodes is

tree，and

of the

feasible

the

flight

represented

component

particle，and

particle represents

solution．By updating

speed

and

of the

the

connection relation between the nodes in the Internet of

constantly

things

position

particle，the optimal

the Intemet

real—

finally

of the secure communication node distribution

searched，and

optimization

things

can

the secure communication node’

of the Internet of has

things，and

ized．The simulation results show that the

allocate

accurately

improved algorithm

of the Intemet of

the communication

things，Can improve

performance

good practica-

bility．

swami

things；Node

KEYWORDS：Particle

optimization(pso)；Internet

提高物网通信

性[6]，受到了人的广泛关注17J。

目前．主要的网安全通信点分配方法包括基于

的有效性，保

物

网的安全性与完整

引言

物

网就是把任何物品与互网接起来，行信息交

群

和通．以

智能化

、定位、跟踪、控和管理的一

算法的物网安全通信点分配方法[8]、基于混合蛙跳算法

的物网安全通信点分配方法【91和基于感知模型的物

网安全通信点分配方法【l引。其中最常用的是基于群算

法的物网安全通信点分配方法。在物网中，感器

种网 ⋯ 。随着网网技的快速展，物网的内涵也

生了深刻的化【2]，通在物体中置人二

感器和嵌入式理器等，都可以

、RFID、GPS、

互

万物与网的互

通[3]。其中，以无

展前景[4]。在以无

感器

感

点

核心的物网具有广

核心的物网中，通

万物与网

的

点之的信息必

一定的路由

网安全通信点分配，容易

点分布不均、射、物网拓扑

才能

到网中。

一

利用

器

算法

、

行

生

构

感

生

定的路由

能

将物

网

接到网中，

点移

关

的互互通‘引。合理的物网安全通信点分配方法能

化的情况。降低物网的通信性能与安全性能。

算法的弊端．提出基于PSO的物网安全通信

点分配化方法。与算法相比，本文将物网中

收稿日期：2015— 08— 24修回13期：2016— 03— 01

点

--— — 302· --— —

万方数据

的∞号。

2) 所有点的相

信信息内容包括通信次数与

3)当其它

的隶属度．用隶属度大的点的

点的

的

接关系用一棵

播

的

的形式表示，得最小

播的

点的列表中都与相

号。

点通

点之

束条件；将点之

接关系表示微粒的一个分量，一

个微粒代表一个可行性解。通更新微粒的行速度和位

置，不断搜索物网中点之的最接关系，最

网安全通信点分配化。并通仿真算法的

行

．

点

入某点的通信范

内

替

，算

物

改

隶属度小的

可行性

行

。

4)不断行步 3)中

信息的播

程，直至物

2物网安全通信点分配原理

网中全部点的不再更新。最后，具有相同

信息的

物

网的构可以用静

G=<V，E>表示。其中，

点集合就形成一个新的簇。

根据上面述的方法．能

y是感器点的集合，E表示感器点通信路径的集合，

物

网安全通信点分

物

范

网中感器点的通信范有限．但感器点部署的

大，因此，距离越近，它可以行通信的概率越

中，具有直接

相互通信．没有的两

配。

物网中物体与网的互互通。

之

大，反之，越以相互通信。在物网的静

的两个点表示它

基于PSO的物网安全通信点分配

相

能

相

算法无法避免由于点位置、物

网

构

化的干

个

点表示它不能相互通信。因此，可以将物网的静

，降低了物网安全通信点分配的有效性。提出一种基

于PSO的物网安全通信点分配化方法。

划分矗个不同的子 Gl=<Vl，El>，Vl

E1=妒，i≠

3．1

建立物网安全通信点分配模型

，，y=∑w(i=1，2，⋯ ＆)。了降低算法的复度，物

的数目七可以整。

行物网安全通信点分配程中。将通信点当

作簇。簇与通信范内其它的普通感器点构成一个

网

物

网的构可以用一个无向

G=(y，E)表

子

示。其中，y是G中点的集合，表示物网中的无

感器

在

点，E G中的的集合，表示感器点之的信息

路径。的代价函数 C：E一尺+，其中，C(e)是 e∈E的

代价。G中存在的簇点集合 S={skk=l，2⋯ ．，n}，

存在着n个安全通信点的集合 {D。k=1，2⋯ ．，n}，以簇

簇，利用式(1) 算某

点

某簇的隶属度

(1)

1、”，o

c㈤=FEⅣ

篇ful 号常掣

点气根构成

播

瓦(K，E)∈G，K=h}u

，

其中，C(u)表示点H的隶属的簇的号，N(M)

点u全

利用式(5)描述

播

的代价函数

部相

的相

点的集合，N(u)=c表示簇的号均 c的点u

点的集合。

(5)

c(瓦)= C(e)

一吒

利用式(2)

算

点的隶属度

将式(5) 人，通式(6)描述的通信延函数

delay(e)：E— C(瓦)

(2)

c(u)= b。

(6)

其中，delay(e)表示感器

生的延。

点

送的信息

e∈E

点u从相

点隶属的簇内

隶属度最大的簇

的

述

号，并将簇的号作新的簇的号，利用式(3)描

将式(6) 人，利用式(7)描述的通信

b：delay(e)一尺+

函数

(7)

(3)

c(￡‘)=max b。

其中，b(e)

瓦簇 s到一个安全通信点d的信息

算信息生的

e∈E的通信

。假 P，(s，d)表示在

路径，利用式(8)

在物网中，有相同

的

点就隶属于同一个簇，

程。根据分布式算

程

的延

信息的广播程就是信息的

(8)

o(Pr(s，d)= delay(e)

法的有关原理，利用异步更新法行物网中物体

的广播，其程利用式(4)描述

信息

eEP一3，d)

将式(8) 人，利用式(9)描述

束条件

播

瓦需要足的

￡。(t)=八L。。(t)⋯ ⋯ ￡嘲(t)，

⋯

L。(m+1)(t一1)⋯ ．．L。*(t— 1))

lD(Pr(5，d) ，V掂Dk

tbI_<min{6(e)Ve∈臣}

(9)

其中，Otn，a。⋯ ⋯ a。

网中的

点口的相

点，

程

了物

其中，△ 通信延的束条件。

信息在迭代程的更新，a‰+¨⋯ ⋯ a。迭代

程中未更新的点。

物

网安全通信点分配的

描述：

具体的物网安全通信点分配步如下所述：

1)初始化操作，清空物网中全部点的相

在由n棵

播构成一棵的集合P={瓦I k=1，

点列

2⋯ ，n}中，需要存在一个使C(P)最小的

其表达形式如下

播

的集合P．

表，予所有点不同的

，此

的信息

点自身

．．．—

— 303．．．— —

万方数据

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