無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是21世紀(jì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要支撐技術(shù),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(huì)生活的各個(gè)方面發(fā)揮著重要的作用。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在環(huán)境比較惡劣的地區(qū)且傳感器節(jié)點(diǎn)自身攜帶能量有限,導(dǎo)致傳感器網(wǎng)絡(luò)容易出現(xiàn)故障。為了使WSN穩(wěn)定、可持續(xù)運(yùn)行,研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷與修復(fù)技術(shù)具有重要的科研價(jià)值。無線傳感器節(jié)點(diǎn)的故障類型分為軟故障和硬故障兩種,節(jié)點(diǎn)發(fā)生軟故障時(shí)能進(jìn)行通信,但是感知數(shù)據(jù)不正常,而發(fā)生硬故障時(shí),節(jié)點(diǎn)之間不能通信。本論文主要針對(duì)WSN中發(fā)生軟故障的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障診斷,對(duì)發(fā)生硬故障的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連通修復(fù)。本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)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(duì)候選簇頭的可靠性驗(yàn)證上進(jìn)行了優(yōu)化:1)在選取成員節(jié)點(diǎn)對(duì)簇頭進(jìn)行可靠性診斷時(shí),只選取簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)中剩余能量較高、通信質(zhì)量較好的η個(gè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)都要參與對(duì)簇頭的故障診斷,這樣可以減少簇內(nèi)成員節(jié)點(diǎn)中剩余能量較少的節(jié)點(diǎn)在診斷中的通信次數(shù),延長(zhǎng)其使用壽命。2)在對(duì)參與診斷的節(jié)點(diǎn)的觀測(cè)值的采集時(shí)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(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１?ＷＳＮ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??

無線傳感器節(jié)點(diǎn)是ＷＳＮ的基本單元。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)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(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)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(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖。其中，傳感器模塊的主要功能是釆集數(shù)據(jù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換；處理器??模塊通常負(fù)責(zé)計(jì)算和存儲(chǔ)自身采集的數(shù)據(jù)和其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)；電源模塊主要??為傳感器節(jié)點(diǎn)的其它模塊正常運(yùn)行提供能量保障；無線通信模塊主要負(fù)責(zé)接收、??轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)以及節(jié)點(diǎn)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(diǎn)結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ２?ＷＳＮ?ｎｏｄｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??如下，簡(jiǎn)要介紹傳感器節(jié)點(diǎn)的幾個(gè)特性：??１．

，簇頭節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)簇成員節(jié)點(diǎn)的故障管理。續(xù)頭節(jié)點(diǎn)首先行比較，驗(yàn)證其可靠性，然后將診斷正確的簇頭在簇行擴(kuò)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(shè)節(jié)點(diǎn)在某監(jiān)測(cè)相鄰節(jié)點(diǎn)，在對(duì)節(jié)點(diǎn)Ｃ進(jìn)行診斷時(shí)，需要同節(jié)點(diǎn)Ｄ進(jìn)故障檢測(cè)時(shí)，與節(jié)點(diǎn)Ｃ又比較了一次。顯然，對(duì)于高會(huì)使傳感器節(jié)點(diǎn)之間頻繁地進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，這會(huì)使得低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。而對(duì)于分簇式故障診斷算成簇頭節(jié)點(diǎn)，最初在驗(yàn)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(yàn)證又僅發(fā)生在每次分忽略；在故障診斷階段，對(duì)同一簇內(nèi)的成員節(jié)點(diǎn)，如圖３內(nèi)的所有成員節(jié)點(diǎn)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(jì)算問題，，在降低能耗方面優(yōu)勢(shì)較為明顯。??Ａ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種在線容錯(cuò)和鄰居協(xié)作的傳感器節(jié)點(diǎn)故障診斷算法[J]. 魏甜甜,曾雅麗,馬夢(mèng)瑩,陳志德.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2018(12)
[2]基于鄰居節(jié)點(diǎn)預(yù)狀態(tài)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷算法[J]. 馬夢(mèng)瑩,曾雅麗,魏甜甜,陳志德.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2018(08)
[3]基于改進(jìn)的粗糙集和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的WSN故障診斷[J]. 周奚,薛善良.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(S2)
[4]基于RSOPNN的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障診斷算法[J]. 李洋,高嶺,孫騫,付志耀.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2017(09)
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷研究[J]. 魯義寬,李波.  激光雜志. 2016(01)
[6]基于感知數(shù)據(jù)時(shí)域特征的WSNs故障被動(dòng)診斷方法[J]. 李金榮,王國(guó)英,莫路鋒.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(07)
[7]基于簇的分布式傳感器故障檢測(cè)算法[J]. 杜瑩,程普.  計(jì)算機(jī)工程. 2014(02)
[8]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)
[9]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于空間關(guān)聯(lián)性的聚類異常檢測(cè)算法[J]. 張鵬,馮欣,周建國(guó).  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(05)
[10]基于時(shí)間序列和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溫室傳感器節(jié)點(diǎn)故障診斷[J]. 王俊,劉剛.  中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)

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(xué) 2017
[2]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連接修復(fù)方法研究[D]. 曾雅麗.福建師范大學(xué) 2016
[3]基于Fermat點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)連通性修復(fù)算法[D]. 王穎.華中科技大學(xué) 2015
[4]層次型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)方法研究[D]. 孫璐璐.沈陽理工大學(xué) 2015
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)事件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 孟祥英.哈爾濱工程大學(xué) 2014
[6]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)代理機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 衣思超.沈陽師范大學(xué) 2013
[7]基于分簇算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷研究[D]. 姜少南.東北大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2915345