物联网RFID量化路由研究

物联网环境下RFID和WSN应用有着相互渗透的趋势，将具有WSN功能的RFID阅读器称为RFID节点，其一方面能够对区域内的标签进行碰撞识别，另一方面通过WSN能与相邻节点无线握手协调。为了使数据向目标节点高效地汇集，路由问题是其必须首要考虑的问题。.物联网RFID路由和WSN路由有相似的地方，均为一种无线多跳的通信协议；但由于RFID节点与WSN节点主要任务、工作环境及上下文因素等有不同之处，两者路由仍存在很大差异，目前国内外在此方面的研究仍处于空白状态。.课题基于量化处理的思想对物联网RFID无线路由进行研究，内容包括：路由上下文信息的获取、上下文信息在路由各性能指标中的度量、上下文信息量化调控的方式、感知计算模型的实现、安全策略的融入，目的在于构建一个轻量级、具有智能感知能力的精准物联网RFID无线路由协议模型，为快速的开发和部署物联网RFID应用奠定基础。

按照项目的任务要求，课题组对影响物联网RFID 路由的主要上下文信息进行了深入研究，在此基础上搭建了一个轻量级、具有智能感知能力的物联网RFID 无线路由协议模型。该模型综合考虑了能量、带宽和安全因素等，使其适应RFID传感器网络路由协议的需求。实验表明协议模型通过对网络进行合理的分层均衡了网络节点的能耗，提高了网络的生命周期。与LEACH协议相比较，网络内10%节点死亡时的生命周期提高了23%，网络内30%节点死亡时的生命周期提高了60%，网络内50%节点死亡时的生命周期提高了16%。在网络的安全方面，通过将节点的安全因素考虑到簇首竞选和中转节点的选择考虑因素范围中，使得可以判断出网络的不安全节点，从而绕开恶意节点，并且网络的丢包量减少了30%。. 研究并提出了一种RFID路由节点地址分配方法，该方法包括邻接表建立过程、节点间父子关系确定过程和节点地址值分配过程，其特点是引入节点权值来反映节点分布的非均匀性，节点地址块的大小根据节点权值的不同动态分配。该方法充分考虑了节点分布的非均匀性，能很好地提高节点地址分配成功率、降低平均通信开销。.研究基于虚拟坐标的启发式RFID路由算法模型，该路由在下一节点选择上引入了虚拟坐标以及节点周围节点数的概念。根据虚拟坐标和周围节点数，选择一个合格的启发函数。计算出最优的下一节点。通过如此迭代的寻找最优下一节点，通过追求局部最优，获得整体最优的效果，从而找出一条从起始节点到目标节点的最优路径。.研究一种基于蜂窝结构和坐标定向的RFID路由算法。其算法思想包括蜂窝结构的划分、数据转发域的确定、确定最优下一跳和转发数据过程；坐标定向避免了转发方向的随意性（如全面泛洪），优化函数的运用避免了能量的大量消耗，簇范畴蜂窝结构内的正三角形划分使遴选最优下一跳节点能在一定的小范围内考虑问题，从而化繁为简。该方法综合考虑地理位置信息和簇结构，结合优化函数，能很好地提高数据的转发效率。.研究RFID系统应用中的基于上下文相关的安全访问控制方法。该方法基于包括用户集、用户组集、角色集、权限集和操作集的数据库实施，包括初始化步骤、动态权限授权审查步骤以及由上下文条件审查、前驱操作审查和权限审查组成的用户访问控制步骤。本方案具有上下文相关的计算能力，能够感知用户上下文信息，以智能地调整RFID 系统行为，满足灵活多变复杂的应用环境需求，有效地解决物