專利名稱：一種分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障檢測方法，屬于無線傳感網(wǎng)絡(luò)、分布式計算的交叉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可用于環(huán)境的監(jiān)測與保護(hù)、醫(yī)療護(hù)理、目標(biāo)跟蹤及軍事偵測等領(lǐng)域。但由于傳感器節(jié)點本身廉價、易損，節(jié)點間無線通信鏈路不穩(wěn)定、 易受干擾，通常需要直接暴露在環(huán)境中，容易受到物理、化學(xué)等外力的破壞，同時節(jié)點還受到成本與能量的限制，因而節(jié)點很容易發(fā)生故障，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)確甚至是錯誤的。所以，要想得到精確的監(jiān)測結(jié)果，充分發(fā)揮無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能，完成特定的任務(wù)，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障狀態(tài)的檢測是必不可少的，也是值得研究的。
已有的分布式節(jié)點故障檢測算法，大部分都是基于節(jié)點具有空間相關(guān)性而節(jié)點發(fā)生的故障是不相關(guān)的特點進(jìn)行故障檢測的。所謂的空間相關(guān)性即距離相近的傳感器節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)相同或相近。其實節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)還具有時間相關(guān)性的特點，即傳感器在短時間內(nèi)所采集的數(shù)據(jù)是相似或相近的，不會發(fā)生大的變化。算法往往只利用時間相關(guān)性對節(jié)點瞬時測量值故障進(jìn)行容錯，沒有利用這一特性對傳感器節(jié)點進(jìn)行初步檢測。然而目前的算法往往會忽視網(wǎng)絡(luò)的能耗，只求高精確度，低誤判率。在故障檢測中節(jié)點可能需要與鄰節(jié)點多次通信，從而消耗大量的能量；某些故障檢測算法考慮的故障類型較少，從而造成當(dāng)某一類特定的節(jié)點故障增多時，算法的容錯能力將會很低。如可能由于硬件特性和環(huán)境的影響，使得部分傳感器節(jié)點在短時間內(nèi)發(fā)生瞬時測量值故障，故障檢測算法一旦檢測到發(fā)生此類故障的節(jié)點，往往會將它們誤認(rèn)為是故障節(jié)點，進(jìn)而增大了節(jié)點的誤判率，降低了節(jié)點的利用率，其實這種類型的節(jié)點只是在某一時刻或某幾個時刻發(fā)生了故障，在大部分的時間內(nèi)，這種節(jié)點仍然是正常的。此外，某些故障檢測算法沒有充分利用傳感器節(jié)點采集數(shù)據(jù)的特點，僅僅利用傳感器網(wǎng)絡(luò)具有的空間相關(guān)性的特點來實現(xiàn)故障檢測，使得算法的復(fù)雜度較高。
所以急需一種既具有較好故障檢測性能又具有較低能耗的分布式傳感器節(jié)點故障檢測算法，算法能夠較好的適用于各種類型的故障節(jié)點的環(huán)境下，并且算法的復(fù)雜度較低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障檢測方法，具有更強(qiáng)的故障檢測能力以及較低的能耗。
本發(fā)明方法的思路是首先通過建立矩陣來檢測節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定，來初步判斷節(jié)點的故障狀態(tài)；對于沒有檢測出故障的節(jié)點，再利用其鄰節(jié)點的信息判斷節(jié)點的最終狀態(tài)。具體而言，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。
一種分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障檢測方法，所述分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)包含N個傳感器節(jié)點，該故障檢測方法包括以下步驟步驟1 當(dāng)N個傳感器節(jié)點中的第i個節(jié)纟在t時刻采集數(shù)據(jù)后，獲取其最新采集的q個數(shù)據(jù)，并根據(jù)式(1)建立矩陣M
權(quán)利要求
1. 一種分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障檢測方法，所述分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)中包含N個傳感器節(jié)點，其特征在于，該故障檢測方法包括以下步驟步驟1 當(dāng)N個傳感器節(jié)點中的第i個節(jié)點巧在t時刻采集數(shù)據(jù)后，獲取其最新采集的q個數(shù)據(jù)，并根據(jù)式(1)建立矩陣M
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障檢測方法，屬于無線傳感網(wǎng)絡(luò)、分布式計算的交叉技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法充分利用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點采集數(shù)據(jù)的特點時間相關(guān)性與空間相關(guān)性，即首先利用時間相關(guān)性，檢測出部分節(jié)點故障，對于沒有檢測出故障的節(jié)點，再利用空間相關(guān)性，通過與鄰節(jié)點交換信息來確定節(jié)點的狀態(tài)，最終實現(xiàn)對無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的故障檢測。由于直接利用節(jié)點自身已采集的數(shù)據(jù)就可檢測出某些類型的故障，在此過程中不需要節(jié)點與其鄰居節(jié)點交換信息，進(jìn)而減小了網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。使得算法在具有較好的故障檢測性能的同時，又具有較低的能耗。
文檔編號H04W84/18GK102572908SQ20121003748
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者徐小龍, 李玲娟, 楊庚, 耿衛(wèi)建, 許建 申請人:南京郵電大學(xué)