無線傳感器網(wǎng)絡是21世紀物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要支撐技術,其憑借大規(guī)模、低成本、自組織和低功耗等優(yōu)良特性在社會生活的各個方面發(fā)揮著重要的作用。無線傳感器網(wǎng)絡通常部署在環(huán)境比較惡劣的地區(qū)且傳感器節(jié)點自身攜帶能量有限,導致傳感器網(wǎng)絡容易出現(xiàn)故障。為了使WSN穩(wěn)定、可持續(xù)運行,研究無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷與修復技術具有重要的科研價值。無線傳感器節(jié)點的故障類型分為軟故障和硬故障兩種,節(jié)點發(fā)生軟故障時能進行通信,但是感知數(shù)據(jù)不正常,而發(fā)生硬故障時,節(jié)點之間不能通信。本論文主要針對WSN中發(fā)生軟故障的節(jié)點進行故障診斷,對發(fā)生硬故障的節(jié)點進行連通修復。本文研究的創(chuàng)新點如下:1.本文提出了一種基于節(jié)能的WSN分簇式故障診斷算法。算法在對候選簇頭的可靠性驗證上進行了優(yōu)化:1)在選取成員節(jié)點對簇頭進行可靠性診斷時,只選取簇內(nèi)成員節(jié)點中剩余能量較高、通信質(zhì)量較好的η個節(jié)點參與。相比傳統(tǒng)的分簇式故障診斷算法中所有成員節(jié)點都要參與對簇頭的故障診斷,這樣可以減少簇內(nèi)成員節(jié)點中剩余能量較少的節(jié)點在診斷中的通信次數(shù),延長其使用壽命。2)在對參與診斷的節(jié)點的觀測值的采集時考慮了環(huán)境因素的影響,引入了 3δ概率原則,有效的提高了簇... 

【文章來源】：安徽理工大學安徽省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?ＷＳＮ系統(tǒng)結構??

無線傳感器節(jié)點是ＷＳＮ的基本單元。每個節(jié)點都是一個小型系統(tǒng)，該系統(tǒng)具??有數(shù)據(jù)采集和處理以及無線通信功能。一般傳感器節(jié)點硬件結構主要由四個模塊??組成，即傳感器模塊，處理器模塊，無線通信模塊和電源模塊［３５］。如圖２所示為??節(jié)點硬件結構圖。其中，傳感器模塊的主要功能是釆集數(shù)據(jù)并進行轉(zhuǎn)換；處理器??模塊通常負責計算和存儲自身采集的數(shù)據(jù)和其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)；電源模塊主要??為傳感器節(jié)點的其它模塊正常運行提供能量保障；無線通信模塊主要負責接收、??轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)以及節(jié)點之間的信息傳輸。??萣觀！?！?「??ｙ??知器模塊「??ｒ??—傳感器模塊?｜?－丨?無線通信模塊??：丨傳感器卜―＾?Ｈ?ｒ?｜｜｜?＾Ｈ收發(fā)器Ｉ?：??｜?ｉ?Ｉ?ｊ??｜?電源模塊???圖２?ＷＳＮ節(jié)點結構圖??Ｆｉｇ２?ＷＳＮ?ｎｏｄｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??如下，簡要介紹傳感器節(jié)點的幾個特性：??１．

，簇頭節(jié)點負責簇成員節(jié)點的故障管理。續(xù)頭節(jié)點首先行比較，驗證其可靠性，然后將診斷正確的簇頭在簇行擴散。傳統(tǒng)的分布式診斷算法（ＤＦＤ）在診斷中，信，診斷能耗較大。如圖３（ａ）所示，假設節(jié)點在某監(jiān)測相鄰節(jié)點，在對節(jié)點Ｃ進行診斷時，需要同節(jié)點Ｄ進故障檢測時，與節(jié)點Ｃ又比較了一次。顯然，對于高會使傳感器節(jié)點之間頻繁地進行數(shù)據(jù)比較，這會使得低了整個網(wǎng)絡的使用壽命。而對于分簇式故障診斷算成簇頭節(jié)點，最初在驗證簇頭是否可靠的階段，簇頭次通信即可，而簇頭的可靠性驗證又僅發(fā)生在每次分忽略；在故障診斷階段，對同一簇內(nèi)的成員節(jié)點，如圖３內(nèi)的所有成員節(jié)點與其通信一次就可判斷自身是否故分簇式算法有效地避免了?ＤＦＤ算法的冗余計算問題，，在降低能耗方面優(yōu)勢較為明顯。??Ａ??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]WSN中基于鄰居協(xié)調(diào)的故障診斷算法研究[D]. 陳琪.蘇州大學 2017
[2]無線傳感器網(wǎng)絡連接修復方法研究[D]. 曾雅麗.福建師范大學 2016
[3]基于Fermat點的無線傳感器網(wǎng)絡連通性修復算法[D]. 王穎.華中科技大學 2015
[4]層次型無線傳感器網(wǎng)絡故障檢測方法研究[D]. 孫璐璐.沈陽理工大學 2015
[5]無線傳感器網(wǎng)絡事件監(jiān)測系統(tǒng)關鍵技術的研究[D]. 孟祥英.哈爾濱工程大學 2014
[6]無線傳感器網(wǎng)絡故障檢測代理機制的研究與實現(xiàn)[D]. 衣思超.沈陽師范大學 2013
[7]基于分簇算法的無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷研究[D]. 姜少南.東北大學 2012



本文編號：2915345