文档介绍：东南大学
硕士学位论文
基于嵌入式系统的无线MESH网络节点的设计与实现
姓名:周青
申请学位级别:硕士
专业:信息安全
指导教师:胡爱群
20090226
摘要关键词:无线网络、路由协议、安全协议、嵌入式系统、网络设备驱动无线网络是近年来无线通信领域一个新的研究热点,它弥补了传统无线网络因需要有线基础设施支持而导致的覆盖范围小、铺设成本高、拓扑扩展不便等缺陷,具有广阔的应用前景。本文从无线网络的概念出发,设计与实现了基于嵌入式系统的无线网络节点,并用多个节点组建了一个低速率实验性质的无线网络。本文针对节点的设计与实现过程,展开了深入的分析与讨论。本文首先研究了应用于无线节点的路由协议。分析了表驱动路由与按需路由两种路由机制的优劣,接着重点介绍了提出的结合两种路由机制优点的混合无线路由协议,并对它做了一些改进。通过仿真分析评价了性能,结果显示该协议在端到端传输时延和网络吞吐量上都有着不错的表现。接下来本文在尤肟刂瓶蚣艿幕∩,提出了适用于网络拓扑结构的安全协议,并从认证、接入控制、重播防护、消息篡改检测、消息机密性、密钥保护和路由安全七个安全指标分析了该安全协议的性能,分析表明该安全协议可以有效保护无线节点的安全。在研究了路由协议和安全协议后,本文对无线节点的设计方案进行了详细的阐述,包括嵌入式平台的硬件设计、射频模块的硬件设计、闳砑杓啤与嵌入式平台的接口设计以及嵌入式僮飨低诚律淦的?榈那绦蛏杓频饶容,并开发出了相应设备。在此基础上,本文进一步讨论了在节点上实现前文描述的路由协议与安全协议的方法,从而让节点间能够进行安全的无线多跳包通信。的
膖盘眦岛甌妇,,·私琺,.,....毫.
改进的舅惴鞒獭插图目录网络结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图树状拓扑的形成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯辜В酚闪鞒蹋子层帧格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图涸鼐夂蟮耐ㄐ徘樾巍抡娉【暗耐仄私峁埂网络内数据传输吞吐量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图蚆缤馔ㄐ诺亩说蕉舜涫毖印图愦伟踩P汀图踩榱鞒獭图节点同时具备申请者和认证者的功能⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图轒绲慕尤肓鞒獭图歉赏蚆峁埂图突Ф诵蚆峁埂图混合型结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图帧格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图路由请求过程中的反向路由更新⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯帧格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图路由应答过程中的正向路由更新⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯帧格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图疃搪肪队胱钣怕肪兜谋冉稀的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图髯赐仄说奈ぁ网络内的通信情形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图慕蟮腗缒谕ㄐ徘樾巍图图:另一种网络内的通信情形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图尤敫涸鼐馓匦缘乃惴鞒獭网络内的端到端传输时延⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图蚆缤馔ㄐ诺氖荽渫掏铝俊甀娜桨踩P汀Ⅸ
⒏袷健肭蟪вΥ鹣⒏袷健「袷健图尤肴现す讨械腅消息流...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯消息的基本格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图贓消息交互的三方安全模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图甌消息格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。帐帧址⒐獭址⑼瓿珊蠼蠵计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯募扑恪图胨辛诰咏诘愣冀型暾摹八拇挝帐帧薄图踩榱鞒獭图核心板实物图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图核心板原理图。:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图┱拱迨滴锿肌图嵌入式平台的硬件框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图内部存储空间地址映射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯胠后地址重映射过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图设置环境变量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图嵌入式平台启动流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图度胧较低吵绦蚩7⒘鞒獭淦的?槭滴锿肌图射频模块硬件框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯牧印ぷ鞣绞健「袷健图夷诓煌ㄌ芈氏碌奈舐肼省图室外不同波特率下的误码率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯诤送缂芄埂图图庾霸赗.⒅械腅消息⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图茉坎愦谓峁埂与的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯处理的步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯核心板虲东南大学硕士学位论文
射频模块驱动框架