無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐技術(shù),在軍事、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)難救援、工業(yè)控制、智能家居等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,已成為信息領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以數(shù)據(jù)為應(yīng)用中心,具有節(jié)點(diǎn)數(shù)量大、分布范圍廣、通信和計(jì)算資源有限、電源能量受限、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜等特性,在這些內(nèi)外部因素的相互影響下,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)資源更容易發(fā)生故障,造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓并帶來嚴(yán)重?fù)p失。因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)并盡快恢復(fù)故障,實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行,是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中的關(guān)鍵共性問題,是確保網(wǎng)絡(luò)可靠性和穩(wěn)定性的必要手段。在國家科技支撐計(jì)劃課題“建筑用能系統(tǒng)監(jiān)測與優(yōu)化控制技術(shù)研究及示范”等項(xiàng)目資助下,論文圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在的不同層次故障類型,以實(shí)際應(yīng)用需求為背景,按照建立系統(tǒng)模型、理論推導(dǎo)、提出新方法、仿真驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)測試的研究思路,對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的故障診斷和恢復(fù)機(jī)制進(jìn)行了較為深入的探討和系統(tǒng)研究。論文首先針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信層次中的鏈路傳輸質(zhì)量問題,提出基于網(wǎng)絡(luò)層析技術(shù)的鏈路故障診斷方法。該方法將網(wǎng)絡(luò)鏈路診斷中的主動(dòng)和被動(dòng)策略相結(jié)合,通過被動(dòng)收集端到端路徑傳輸數(shù)據(jù),快速對(duì)網(wǎng)絡(luò)路徑進(jìn)行劃分,排除正常鏈路;再通過相鄰路徑間... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障類型
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 故障診斷技術(shù)
        1.3.2 故障恢復(fù)技術(shù)
    1.4 論文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新點(diǎn)
    1.5 論文組織結(jié)構(gòu)
    1.6 本章小結(jié)
2 基于網(wǎng)絡(luò)層析技術(shù)的鏈路故障診斷
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)模型
        2.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        2.2.2 符號(hào)定義
    2.3 鏈路故障診斷算法
        2.3.1 算法推理基礎(chǔ)
        2.3.2 最大非確定性子樹
        2.3.3 改進(jìn)的探測包發(fā)送機(jī)制
        2.3.4 算法描述
    2.4 算法復(fù)雜性分析
    2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與討論
        2.5.1 仿真實(shí)驗(yàn)工具
        2.5.2 不同發(fā)包機(jī)制鏈路質(zhì)量估計(jì)
        2.5.3 鏈路故障檢測
    2.6 本章小結(jié)
3 基于時(shí)空相關(guān)性的數(shù)據(jù)故障診斷
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 符號(hào)定義
        3.2.2 網(wǎng)絡(luò)模型
        3.2.3 數(shù)據(jù)模型
    3.3 時(shí)時(shí)空相關(guān)的數(shù)據(jù)檢測算法
        3.3.1 算法步驟
        3.3.2 算法描述
        3.3.3 算法示例
    3.4 算法復(fù)雜性分析
    3.5 仿真實(shí)驗(yàn)與討論
        3.5.1 數(shù)據(jù)來源
        3.5.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
        3.5.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.6 本章小結(jié)
4 基于虛擬力和三角形斯坦納點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)連通恢復(fù)
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
        4.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.2 符號(hào)定義
    4.3 網(wǎng)絡(luò)連通恢復(fù)算法
        4.3.1 虛擬力算法原理
        4.3.2 三角形斯坦納點(diǎn)
        4.3.3 連通方式與新增節(jié)點(diǎn)
        4.3.4 算法描述
    4.4 算法復(fù)雜性分析
    4.5 仿真實(shí)驗(yàn)與討論
        4.5.1 環(huán)境設(shè)置
        4.5.2 仿真結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
5 基于多目標(biāo)優(yōu)化的移動(dòng)數(shù)據(jù)采集器網(wǎng)絡(luò)連通恢復(fù)
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 問題描述
        5.2.2 nMTSP模型
        5.2.3 多目標(biāo)優(yōu)化問題
    5.3 移動(dòng)數(shù)據(jù)采集器連通恢復(fù)算法
        5.3.1 分區(qū)探測與聚類
        5.3.2 問題轉(zhuǎn)化與編碼結(jié)構(gòu)
        5.3.3 改進(jìn)的初始種群
        5.3.4 快速非支配排序
        5.3.5 擁擠度計(jì)算方法的分析與改進(jìn)
        5.3.6 選擇算子
        5.3.7 改進(jìn)的交叉與變異
        5.3.8 精英策略
    5.4 算法復(fù)雜性分析
    5.5 仿真實(shí)驗(yàn)與討論
        5.5.1 多目標(biāo)優(yōu)化性能分析
        5.5.2 網(wǎng)絡(luò)連通恢復(fù)實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 實(shí)驗(yàn)測試與分析
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
        6.2.1 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
        6.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)
        6.2.3 CAN總線
        6.2.4 嵌入式網(wǎng)關(guān)
        6.2.5 后臺(tái)管理終端
    6.3 實(shí)驗(yàn)測試
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要工作總結(jié)
    7.2 研究工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 作者在攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
    B. 作者在攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
    C.作者在攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于免疫危險(xiǎn)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障診斷[J]. 趙錫恒,何小敏,許亮,李秀喜.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(05)
[3]基于DLP的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路故障診斷技術(shù)的研究[J]. 嚴(yán)楠,周鳴爭,李鈞.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2014(06)
[4]基于簇的分布式傳感器故障檢測算法[J]. 杜瑩,程普.  計(jì)算機(jī)工程. 2014(02)
[5]基于四邊形斯坦納樹的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通恢復(fù)[J]. 陳洪生,石柯.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2014(02)
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[7]基于粒子群算法及高斯分布的WSN節(jié)點(diǎn)故障診斷[J]. 余成波,李芮,何強(qiáng),余磊,譚俊.  振動(dòng).測試與診斷. 2013(01)
[8]傳感器網(wǎng)絡(luò)調(diào)試研究綜述[J]. 馬峻巖,周興社,張羽,李士寧,李志剛.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2012(03)
[9]虛擬力導(dǎo)向差分算法的異構(gòu)移動(dòng)傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋策略[J]. 李明,石為人.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]四種虛擬力模型在傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋中的性能分析[J]. 任孝平,蔡自興,任清雄.  信息與控制. 2010(04)

博士論文
[1]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障容錯(cuò)機(jī)制與算法研究[D]. 李洪兵.重慶大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3466281