專利名稱：一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
傳感網(wǎng)絡(luò)是大量靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作的感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的監(jiān)測(cè)信息，并報(bào)告給用戶。這種技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)是可以低成本的感知、監(jiān)控各種復(fù)雜環(huán)境。傳感網(wǎng)絡(luò)具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景，并已經(jīng)在環(huán)境監(jiān)控、建筑物安全監(jiān)控、物流、軍事戰(zhàn)場(chǎng)、森林生態(tài)監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。 傳感網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分包括傳感器節(jié)點(diǎn)(Sensor Node)和基站節(jié)點(diǎn)(SinkNode)。通常，傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線多跳自組織形式形成通信網(wǎng)絡(luò)，將所采集的數(shù)據(jù)傳回基站。每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)采集模塊(傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器)、數(shù)據(jù)處理和控制模塊(微處理器、存儲(chǔ)器)、通信模塊(無線收發(fā)器)和供電模塊(電池、DC/AC能量轉(zhuǎn)換器)等組成。網(wǎng)絡(luò)管理和異常檢測(cè)是決定無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能否可靠運(yùn)行的關(guān)鍵問題。目前，多數(shù)的異常和錯(cuò)誤檢測(cè)都依賴于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收集，從數(shù)據(jù)包分析得出異常方法的原因。而這些異常檢測(cè)方法主要包括通過決策樹定位錯(cuò)誤的發(fā)生，被動(dòng)的利用觀測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的推理等。無論是主動(dòng)的收集還是被動(dòng)的監(jiān)測(cè)都需要收集信息，而網(wǎng)絡(luò)中的大量冗余信息的存在使得這些檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)異常時(shí)的代價(jià)相對(duì)較高，我們通過特征選擇的方法使得網(wǎng)絡(luò)的冗余信息大量減少，使得選擇后的數(shù)據(jù)集可以代表目前網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，并確定選擇后的代表性屬性特征集的變化可以反映網(wǎng)絡(luò)異常的產(chǎn)生情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)方法和裝置，可以大大減少異常檢測(cè)的開銷，同時(shí)可以和傳統(tǒng)傳感網(wǎng)絡(luò)診斷工具很好的融合。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)方法，該方法包括將收集的特征屬性根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行排序；根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的特征選擇計(jì)算結(jié)果進(jìn)行代表性特征屬性集的選??；通過交叉驗(yàn)證證明所選的代表性特征屬性集的可靠性，所述代表性特征屬性集用于代表系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。所述將收集到的特征屬性根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行排序進(jìn)一步包括對(duì)收集的特征屬性的屬性值進(jìn)行負(fù)值去除的預(yù)處理；利用預(yù)處理后的屬性值計(jì)算不同特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)；根據(jù)相關(guān)系數(shù)以及預(yù)設(shè)的排序準(zhǔn)則，對(duì)特征屬性進(jìn)行排序。
不同特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包括 將收集的特征屬性根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行排序； 根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的特征選擇計(jì)算結(jié)果進(jìn)行代表性特征屬性集的選??； 通過交叉驗(yàn)證證明所選的代表性特征屬性集的可靠性，所述代表性特征屬性集用于代表系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述將收集到的特征屬性根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行排序進(jìn)一步包括 對(duì)收集的特征屬性的屬性值進(jìn)行負(fù)值去除的預(yù)處理； 利用預(yù)處理后的屬性值計(jì)算不同特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)； 根據(jù)相關(guān)系數(shù)以及預(yù)設(shè)的排序準(zhǔn)則，對(duì)特征屬性進(jìn)行排序。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，不同特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)pifi'f,) —....... 其中，fi和&分別表示兩個(gè)特征屬性，coy表示協(xié)方差，var表示標(biāo)準(zhǔn)差。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的特征選擇計(jì)算結(jié)果進(jìn)行代表性特征屬性集的選取進(jìn)一步包括 取排序后的前k個(gè)特征屬性作為初始特征屬性集，計(jì)算所述初始特征屬性集與其余特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)，以及這k個(gè)特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)； 計(jì)算所述特征屬性集內(nèi)的每個(gè)特征屬性與所述特征屬性集之間的相關(guān)系數(shù)，根據(jù)結(jié)果對(duì)每個(gè)特征屬性予以刪除或添加。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算特征屬性集內(nèi)的每個(gè)特征屬性與所述特征屬性集之間的相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為krtf 其中表示特征屬性與所述特征屬性集之間的平均相關(guān)系數(shù)；rlk = p(fk,fk),表示不同特征屬性之間的平均相關(guān)系數(shù)；F表示當(dāng)前選定的特征屬性集。
6.一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)裝置，其特征在于，包括 排序模塊，用于將收集的特征屬性根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行排序； 選取模塊，用于根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的特征選擇計(jì)算結(jié)果進(jìn)行代表性特征屬性集的選??； 驗(yàn)證模塊，用于通過交叉驗(yàn)證證明所選的代表性特征屬性集的可靠性。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述排序模塊進(jìn)一步包括 預(yù)處理子模塊，用于對(duì)收集的特征屬性的屬性值進(jìn)行負(fù)值去除的預(yù)處理； 第一運(yùn)算子模塊，用于利用預(yù)處理后的屬性值計(jì)算不同特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)； 排序子模塊，用于根據(jù)相關(guān)系數(shù)以及預(yù)設(shè)的排序準(zhǔn)則，對(duì)特征屬性進(jìn)行排序。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述選取模塊進(jìn)一步包括 第二運(yùn)算子模塊，用于取排序后的前k個(gè)特征屬性作為初始特征屬性集，計(jì)算所述初始特征屬性集與其余特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)，以及這k個(gè)特征屬性之間的相關(guān)系數(shù)；特征選擇子模塊，用于計(jì)算所述特征屬性集內(nèi)的每個(gè)特征屬性與所述特征屬性集之間 的相關(guān)系數(shù)，根據(jù)結(jié)果對(duì)每個(gè)特征屬性予以刪除或添加。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)方法，該方法包括將收集的特征屬性根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的準(zhǔn)則進(jìn)行排序；根據(jù)基于相關(guān)系數(shù)的特征選擇計(jì)算結(jié)果進(jìn)行代表性特征屬性集的選??；通過交叉驗(yàn)證證明所選的代表性特征屬性集的可靠性，所述代表性特征屬性集用于代表系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)?；谔卣鬟x擇的異常檢測(cè)不僅有簡(jiǎn)單、高效、易于實(shí)現(xiàn)的特性；還可以作為一個(gè)可融合組件與其他傳感網(wǎng)絡(luò)診斷工具進(jìn)行整合。本發(fā)明還公開了一種基于特征選擇的傳感網(wǎng)絡(luò)異常檢測(cè)裝置。
文檔編號(hào)H04W24/00GK102761888SQ20121025366
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者何源, 劉云浩, 劉克彬, 李 瑞, 趙季中 申請(qǐng)人:無錫儒安科技有限公司