[发明专利]无线传感器网络的定向诊断方法和装置

权利要求书

1.一种无线传感器网络的定向诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、记录节点转发包的节点信息，生成每个节点的转发列表和追踪列表；

B、收集网络异常区域传感器节点的转发列表，建立局部拓扑；

C、基于局部拓扑建立能够表现网络依赖关系的推理模型；

D、根据推理模型进行增量探测，依据探测结果更新推理模型，直到获得诊断报告。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络的定向诊断方法，其特征在于，步骤A中记录的节点信息，包括

前一跳的节点ID和转发包的数目，记录在转发列表中；

转发包的源节点ID和所述源节点的序列号，记录在追踪列表中。

3.根据权利要求1或2所述的无线传感器网络的定向诊断方法，其特征在于，步骤A中生成每个传感器节点的转发列表和追踪列表时进一步包括以下步骤：

A1、传感器节点收到转发包，检查转发列表中是否存在前一跳节点ID的表项；若不存在，则增加所述前一跳节点ID的表项，并将转发包的数目设置为1；若存在，则将所述前一跳节点ID表项中的转发包数目增加1；

A2、检查追踪列表中是否存在转发包的源节点ID的表项；若不存在，则建立所述源节点ID的表项，并将源节点的序列号设置为所述转发包的序列号；若存在，则比较所述源节点序列号与转发包序列号的大小，当转发包序列号大于源节点序列号时，将所述源节点序列号更新为所述转发包序列号，当转发包序列号小于源节点序列号时，不做任何操作。

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络的定向诊断方法，其特征在于，步骤B进一步包括以下步骤：

B1、基站节点从追踪列表中取出被怀疑节点的表项，打包成一个探测包广播至网络；

B2、传感器节点接收到探测包后，检查追踪列表中是否包含探测包中被怀疑的源节点ID，若包含，则比较所述源节点ID在追踪列表中和在探测包中的序列号的大小，当探测包中的序列号大于追踪列表中的序列号时，所述传感器节点将转发列表发送给基站节点，并将探测包发送给邻居节点；

B3、基站节点根据收到的转发列表建立局部拓扑，对所述局部拓扑进行修改，修改后的局部拓扑中的叶子节点只包括基站节点和被怀疑节点。

5.根据权利要求1所述的无线传感器网络的定向诊断方法，其特征在于，步骤C中，根据局部拓扑生成基于贝叶斯网络结构的推理模型，并确定每个顶点的概率分布，以其中的天线顶点和感知数据顶点的后验概率来指导后续探测路线选择和原因推断。

6.根据权利要求1所述的无线传感器网络的定向诊断方法，其特征在于，步骤D进一步包括以下步骤：

D1、将现有症状输入推理模型，根据原因节点的后验概率产生候选错误集合；

D2、计算候选错误集合的可信度，当可信度大于预设阈值时，将当前候选错误集合作为诊断报告输出；当可信度小于预设阈值时，进入步骤D3；

D3、将覆盖了与所述候选错误集合关联的未探测症状数目最多的路径作为探测路径，利用包含最小怀疑节点数目的探测包进行探测，将探测收集的网络信息反馈至推理模型并返回步骤D1。

7.一种无线传感器网络的定向诊断装置，其特征在于，包括节点追踪模块，标记收集模块，模型推理模块和增量探测模块，所述节点追踪模块，标记收集模块，模型推理模块和增量探测模块依次连接，其中，

节点追踪模块，用于记录节点的转发包的节点信息，生成每个节点的转发列表和追踪列表；

标记收集模块，用于收集网络异常区域传感器节点的转发列表，建立局部拓扑；

模型推理模块，用于基于局部拓扑建立能够表现网络依赖关系的推理模型；

增量探测模块，用于根据推理模型进行增量探测，依据探测结果更新推理模型，直到获得诊断报告。

8.根据权利要求7所述的无线传感器网络的定向诊断装置，其特征在于，所述节点追踪模块记录的节点信息包括：

前一跳的节点ID和转发包的数目，记录在转发列表中；

转发包的源节点ID和所述源节点的序列号，记录在追踪列表中。

9.根据权利要求7所述的无线传感器网络的定向诊断装置，其特征在于，所述模型推理模块，根据局部拓扑生成基于贝叶斯网络结构的推理模型，并确定每个顶点的概率分布，以其中的天线顶点和感知数据顶点的后验概率来指导后续探测路线选择和原因推断。

10.根据权利要求7所述的无线传感器网络的定向诊断装置，其特征在于，所述增量探测模块进一步包括错误推理模块，错误集合评价模块和探测路线选取模块，其中，

错误推理模块，用于将现有症状输入推理模型，根据原因节点的后验概率产生候选错误集合；

错误集合评价模块，用于计算候选错误集合的可信度，当可信度大于预设阈值时，将当前候选错误集合作为诊断报告输出；

探测路线选取模块，用于当可信度小于预设阈值时，将覆盖了与所述候选错误集合关联的未探测症状数目最多的路径作为探测路径，利用包含最小怀疑节点数目的探测包进行探测，将探测收集的网络信息反馈至模型推理模块。