[发明专利]一种面向无线传感网络的容错事件边界检测方法

权利要求书

1.面向无线传感网络的容错事件边界检测方法，其特征是，具体步骤为

步骤（1）：在事件监测区域内的本地节点，初始化自身的邻居列表和邻居节点集合；本地节点S_i的邻居节点集合为N(S_i)，邻居列表包含邻居节点的位置和编号信息；

步骤（2）：本地节点判断是否接收到邻居节点发送来的故障节点校正方法请求信息M_FNC，如果接收到该信息包，则表示其邻居节点需要本地节点的原始测量值校正其自身测量值，则本地节点直接发送原始测量值给邻居节点，然后进入下一步；如果没有收到故障节点校正方法请求信息M_FNC，则直接进入下一步；

步骤（3）：调用故障节点校正方法，该方法用于判断本地节点是否是故障节点，若是故障节点校正其测量值；

步骤（4）：本地节点判断是否接收到事件边界节点判定方法请求信息M_EBNM，如果接收到该请求信息，说明其邻居节点需要本地节点的校正值断定其自身是否为边界节点，则本地节点发送经步骤（3）的校正值给邻居节点，然后进入下一步；如果没有接收到事件边界节点判定方法请求信息M_EBNM，则直接进入下一步；

步骤（5）：调用事件边界节点判定方法：该方法主要用于判定本地节点是否处于事件边界；如果是事件边界节点则把自己的位置信息和编号报告给基站，然后进入下一步；如果不是事件边界节点，直接进入下一步；

步骤（6）：等待本检测周期结束，进入下一轮检测，回到步骤（1），在每轮检测中，都回到步骤（1）初始化邻居列表，因为有节点能量耗尽而死亡。

2.如权利要求1所述的面向无线传感网络的容错事件边界检测方法，其特征是，

所述故障节点校正方法的主要过程为：

先计算邻居节点测量值的加权中值，再与本地节点自身的测量值经简单计算，其结果同阈值进行比较，判断本地节点是否为故障节点；若为故障节点，则使用加权中值代替本地节点的测量值，若不是故障节点则直接使用本地节点的自身测量值。

3.如权利要求1或2所述的面向无线传感网络的容错事件边界检测方法，其特征是，

所述故障节点校正方法的具体步骤为：

假设本地节点S_i的邻居节点集合N(S_i)={S_i,S_i1,S_i2,…,S_i(k-1)}，其中|N(S_i)|=k表示节点S_i的所有邻居节点数量，包括本地节点S_i自身；D(S_i)={V_i0,V_i1,V_i2,…,V_i(k-1)}为对应节点的测量值集合，其中V_ij表示节点S_i的第j个邻居节点S_ij的测量值,j=1,2,…,(k-1),V_i0是本地节点S_i的测量值；

步骤（3-1）：本地节点S_i主动广播一个故障节点校正方法请求信息M_FNC，邻居节点接收到该请求信息后，会发送其监测属性的原始测量值V_ij，j=1，2，…,(k-1)；

步骤（3-2）：本地节点S_i在接收到所有邻居节点的返回信息之后形成邻居节点测量值集合D(S_i)；

步骤（3-3）：根据本地节点S_i的邻居节点测量值集合D(S_i)，计算该测量值集合D(S_i)的平均值和标准差；

步骤（3-4）：根据平均值μ_i计算节点S_i的邻居节点测量值集合D(S_i)的一个残差序列δ_i后，计算本地节点S_i的邻居节点的初始权值w_i；

步骤（3-5）：对本地节点S_i的初始权值w_i进行归一化处理得到每个节点的最终权值

步骤（3-6）：从归一化处理方法知节点的邻居节点集合N(S_i)中每个节点S_ij对应的归一化权值为节点S_i对应的归一化权值为将邻居节点测量值集合D(S_i)递增排序，使新得到的邻居节点序列满足V_(i0)≤V_(i1)≤…≤V_(i(k-1))，其中对应节点的权值为然后计算基于均值的加权中值wmed_i；

步骤（3-7）：如果本地节点S_i为故障节点，节点S_i的测量值必然严重偏离其加权中值，定义：

yi=|Vi0-wmedi|σi---(7)]]>

其中V_i0为本地节点S_i的原始测量值，wmed_i为本地节点S_i的邻居节点测量值集合D(S_i)的加权中值，σ_i为其邻居节点测量值集合D(S_i)的标准差；

对于正常节点而言，当本地节点S_i的邻居节点数量足够多，即k足够大时，测量值集合D(S_i)满足正太分布D(S_i)～N(μ,σ²)，其中，加权中值wmed_i＝μ,标准差σ_i＝σ，y₀、y₁、…y_(k-1)满足正态分布N(0,1)；

当本地节点S_i为故障节点时，其测量值V_i0与其邻居测量值相差很大，y_i将会很大；设定θ(θ≥1)是一个预定义的阈值，当y_i≥θ时，本地节点S_i为故障节点；否则，本地节点S_i为正常节点；阈值θ的选取根据无线传感网络中节点故障概率p通过查询标准正态分布表来获取；

步骤（3-8）：如果本地节点S_i是一个故障节点，则使用wmed_i代替原始测量值V_i0，否则本地节点S_i的测量值为其原始值V_i0。