[发明专利]一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法

说明书

本发明公开了一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法，包括以下步骤：构建基于SIS下的可充电的无线传感器网络节点状态转换图，用于检测充电无线传感器中的恶意程序；根据状态转换图建立相应的微分方程；按照实际应用需要优化微分方程，并建立优化控制的成本目标函数；根据成本目标函数和约束条件确立哈密顿函数；根据哈密顿函数求解满足协态变量和横截条件的优化控制结果，进而对充电无线传感器中的恶意程序进行优化控制；本发明从传统的SIS传染病模型出发，结合无线传感网对于节点的充放电特质，在此模型上进一步引入并考虑低能量节点对于系统模型的影响，提供一个更优的控制方法。

技术领域

本发明涉及可充电无线传感通讯问网络技术的研究领域，特别涉及一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network WSN)由三个基本部分组成，分别为传感器，勘察对象以及数据获取者。而这三者通过无线传感网络进行通讯以及信息的收集与处理。无线传感网络具有依赖于传输节点的硬件资源，节点电量有限，网络传输速率受限等特点。针对节点电量有限，我们需要在研究中考虑WSN节点的低能量状态。同时由于节点的充电具有时滞现象，为了更符合现实应用，我们需要加入时滞项进行WSN系统的研究。

时滞系统则表示当前系统节点的变化率不仅依赖于当前时刻节点的状态，也跟过去某个时刻的节点状态相关。在实际应用中，时滞现象广泛存在，对系统的时滞项进行最优控制分析，更能符合系统的实际情况。

传感器中的恶意程序则是一段对系统的正常运作产生负面影响的程序代码。恶意程序的存在常常会使传感器在正常工作下不受控制地传输无用甚至对系统的有害的数据，使得系统工作异常；发热加大以至于损坏传感器节点；报告错误数据；窃取系统工作数据等负面影响。恶意程序常常具有自我复制的特性，能迅速地在传感器节点间复制扩散，以至于影响整个系统的正常运作。

我们参考生物传染病的模型，研究其传播，映射于传感器节点间恶意程序的传播去探究其规律，提出有效遏制其扩散的策略，对系统安全有重要意义。目前，基于一些类型为SIS、SIRS、SIRQ等的传染病模型已经被广泛应用于模拟WSN中恶意程序的传播。但此前研究中，对于WSN独有的低能量节点(节点储能低，在重新充能前无法进行通讯)研究偏少。而本发明结合低能量节点的考虑，加入对节点充电所产生的时滞现象，进行恶意程序的控制方法研究。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种带时滞项的充电无线传感器的恶意程序控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建基于SIS下的可充电的无线传感器网络节点状态转换图，用于检测充电无线传感器中的恶意程序；

根据状态转换图建立相应的微分方程；

按照实际应用需要优化微分方程，并建立优化控制的成本目标函数；

根据成本目标函数和约束条件确立哈密顿函数；

根据哈密顿函数求解满足协态变量和横截条件的优化控制结果，进而对充电无线传感器中的恶意程序进行优化控制。

进一步地，所述构建基于SIS下的可充电的无线传感器网络节点状态转换图，具体为：

所述无线传感器网络节点状态转换图设置易感节点S(t)、被感染节点I(t)、低能量节点L(t)、死亡节点D(t)；

易感节点S(t)为一般正常工作的传感器节点，存在被感染节点I(t)攻击的风险；被感染节点I(t)为受到恶意程序攻击并感染的节点，此时该节点无法完成正常的工作并具有一定的感染力；

所有节点具有以下关系：