【摘要】：由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所處環(huán)境惡劣,且傳感器節(jié)點成本低廉,所以網(wǎng)絡(luò)在運行過程中不可避免地會發(fā)生故障,導(dǎo)致其工作效率和質(zhì)量下降。因此,故障診斷技術(shù)應(yīng)運而生,并隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用的需求不斷改進完善。 本文詳細分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中故障發(fā)生的原因、可能造成的后果,得到了幾種基于不同依據(jù)的故障分類,并給出本文關(guān)注的部件級故障的故障模型和故障診斷性能評價標準。目前,應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的故障診斷技術(shù)主要以分布式為主,因為其靈活、自治的特點非常適合傳感器網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的特點。但現(xiàn)在的分布式故障診斷技術(shù)仍然存在一些能效性和診斷精度方面的問題:分布式故障診斷算法執(zhí)行過程中能耗過大問題,和分布式故障診斷算法在網(wǎng)絡(luò)故障聚集區(qū)域性能表現(xiàn)嚴重下滑問題。 針對分布式故障診斷算法執(zhí)行過程中能耗過大問題,本文提出能效性、魯棒性更好的基于樹型拓撲的故障診斷算法(Tree Topology based Fault Diagnosis in Wireless Sensor Networks,TDF)。分布式故障診斷算法執(zhí)行過程中能耗過大問題根源在于分布式投票策略執(zhí)行過程中的頻繁數(shù)據(jù)交換,導(dǎo)致通信量過大,能效性降低。為此我們將ZigBee標準樹型拓撲引入到分布式故障診斷算法中,由于樹型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點都具有父節(jié)點或子節(jié)點,可以為節(jié)點提供一個相對穩(wěn)定的參照,不需要每次都通過能耗較大的投票策略判斷狀態(tài)。仿真實驗表明,TDF算法大大降低了故障檢測過程中的通信能耗,并且具有相對較強的魯棒性,適用于節(jié)點分布稀疏的網(wǎng)絡(luò)和故障率較高的網(wǎng)絡(luò)。由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)多采用ZigBee標準樹型拓撲結(jié)構(gòu),并且TDF算法不需要增加額外的內(nèi)存開銷,因此,可以很方便地結(jié)合到實際應(yīng)用中。 針對分布式故障診斷算法在網(wǎng)絡(luò)故障聚集區(qū)域性能表現(xiàn)嚴重下滑問題,提出了適用于高故障率網(wǎng)絡(luò)的基于關(guān)聯(lián)傳感器的分布式故障診斷算法(Distributed Fault Detection for Multi-sensor Networks,MDFD)。分布式故障診斷算法在網(wǎng)絡(luò)故障聚集區(qū)域的低性能已經(jīng)成為它性能提升的瓶頸,這源于投票策略本身存在的問題:有效傳感器太少時,不能進行正常的投票表決。本文將多傳感器網(wǎng)絡(luò)引入到分布式故障診斷算法中利用多組傳感器之間關(guān)聯(lián)關(guān)系解決這個性能瓶頸問題,在傳感器狀態(tài)判斷過程中關(guān)聯(lián)傳感器可以為其提供更多有效傳感器,有效地提高了網(wǎng)絡(luò)故障聚集區(qū)域的故障診斷精度。仿真實驗表明,MDFD算法的故障診斷精度較其它算法有明顯的提高,在網(wǎng)絡(luò)故障聚集區(qū)域或高故障率網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)甚好,故障診斷精度提高了20%~30%。
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【圖文】：

斷方法基本可分為基于空間相關(guān)性的障診斷傳感器網(wǎng)絡(luò)中相鄰節(jié)點的同類傳感器結(jié)果與周圍鄰居測量到的結(jié)果不相同，一個節(jié)點可以通過周圍的鄰居來檢要節(jié)點的地理位置信息，分為兩類：息況下，利用三個可信節(jié)點實現(xiàn)三角法檢障的可信節(jié)點，( 1,2,3)iO i =為節(jié)點所,2,3)的感知范圍。為每個圓作兩條切線，記兩條切線交點為( 1,2,3)iX i =。設(shè)節(jié)N 的對事件的判斷與( 1,2,3)iN i =不同，，則認為節(jié)點 N 發(fā)生故障[34]。

務(wù)接口[48]。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是數(shù)據(jù)正確傳輸，通過預(yù)定義機制管的數(shù)據(jù)庫，稱為網(wǎng)絡(luò)信息庫（NI鄰近設(shè)備信息的鄰居表。另外，時候自動恢復(fù)這些數(shù)據(jù)，例如，效后需要立即獲取某種特殊信息絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)說明，以及ZigBee基拓撲結(jié)構(gòu)，星形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)心，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和其他設(shè)備進行種拓撲中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通常是由一直處于激活狀態(tài)。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)個人健康信息監(jiān)測，外圍設(shè)備和

圖 3.2 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)狀拓撲的一種特殊情況，但是它有自己的一些特性，它同樣路由器和終端設(shè)備組成，結(jié)構(gòu)圖如圖 3.3所示。每個路由器其他連接到它的路由器也可通過他們自己的選舉變成簇頭節(jié)構(gòu)將是一棵樹，樹根是網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，樹枝是簇，葉子是終端ZEDZCZEDZEDZEDZRZRZRZRZRZEDZED

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：2786173