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感知“利”器|带状无线传感器网络诊断方法
2016-12-15 14:01:02   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

目前无线传感器网络系统的结构越来越复杂,功能越来越完善,自动化程度也越来越高,尽可能延长其使用寿命是近年来较热门的话题。故障节点会降低整个无线传感器网络系统的服务质量,节点的故障诊断对无线传感器网络系统起着重要的作用。

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目前无线传感器网络系统的结构越来越复杂,功能越来越完善,自动化程度也越来越高,尽可能延长其使用寿命是近年来较热门的话题。故障节点会降低整个无线传感器网络系统的服务质量,节点的故障诊断对无线传感器网络系统起着重要的作用,所以需要通过故障诊断及时准确地对各种故障状态做出诊断,以提高系统运行的可靠性、安全性和有效性。

无线传感器网络结构

无线传感器网络结构

无线传感器网络系统故障分为网络级故障和节点级故障

节点级故障诊断

1、节点级硬故障诊断技术

传感器硬故障主要是指导致传感器节点完全失效的故障,由于此时传感器节点的输出往往发生较剧烈的突变,因此,硬故障是比较容易识别的。对于硬故障,最简单的诊断技术是应答式诊断。

2、节点级软故障诊断技术

传感器软故障是指导致传感器节点性能下降或部分失效的各种故障,从无线传感器网络系统节点组成方面来看,表现为: 传感器节点数据采集、数据处理、数据传输过程中出现的故障。最常用的诊断技术有:空间相关性诊断技术,信息融合、神经网络、小波变换等相结合的诊断方法。

网络级故障诊断

1、固定拓扑结构故障诊断

固定网络拓扑结构中的所有传感器节点都是对等的,传感器节点感知的数据很相近,而且节点以相近的方式完成数据的收集、处理和传输。针对固定拓扑结构的故障诊断,可以使用比较相邻节点间的发送数据和向相邻节点传播检测结果进行分布式故障诊断的方法。

2、动态拓扑结构故障诊断

当网络拓扑发生变化时,部分传感器节点的状态将很难确定。所以对于较大规模无线传感器网络系统,通常将其分成多个簇,每个簇由簇首节点和普通节点组成,簇首节点管理同一个簇内的其他普通节点,并且负责网络系统中数据的交换、处理和转发。对于动态拓扑网络结构的故障诊断,比较常用的方法是基于比较的簇节点故障诊断。该方法是由一个簇到另一个簇,在簇内利用簇首节点的集中控制功能对网络节点进行诊断。

【推荐发明专利】

《一种带状无线传感器网络诊断方法》

【技术背景】

无线传感器网络由传感器节点和sink节点组成,传感器节点负责数据的收集和传输,sink节点是数据汇集节点,负责汇总网络中传感器节点发来的数据,同时也是整个网络的控制节点,对网络中其他传感器节点进行管理。

带状无线传感器网络以其特有的拓扑结构在很多应用场景中发挥着重要的作用,例如,在铁路、公路的交通状况检测,区域围界防入侵等领域都有很好的应用。目前,对于带状无线传感器网络的研究处于起步阶段,没有完整的体系结构,对其诊断方法研究还不多。

【本发明的技术优势】

本发明设计了一种面向带状无线传感器网络的诊断方法。它是一个运行于网络层之上的网络诊断方法。

带状无线传感器网络诊断方法

在带状无线传感器网络中,通过相邻sink节点相互交换网络探测包的方式对网络状态、传感器工作状态进行诊断;如果探测包都可以被成功发送到对方,则可以认为两个sink之间的传感带是连通的;如果每个相邻的sink节点都获知与自己相邻的传感带处在正常工作状态,则可以认为整网有效连通;如果探测包传输过程中收集的信息显示每条传感带都正常,那么整个带状网也工作正常;当有sink节点发现其相邻传感带有故障时,向server端发出报警指令,使server端获知网络故障,并做出相应处理。

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