[发明专利]基于节点预状态的无线传感器故障检测算法

权利要求书

1.基于节点预状态的无线传感器故障检测算法，其特征在于：其包括节点状态判断方法，所述节点状态判断方法包括以下步骤：

1)设传感器节点i,j在监测区域的位置坐标分别为(x_i,y_i)和(x_j,y_j)，且每个节点都可以存储l个时刻的数据，则时刻t的节点i存储l个历史数据根据节点i的历史数据对l个历史数据的均值E和方差S按如下公式进行计算：

2)判断是否满足S²＝0，当满足S²＝0时，判定节点i发生固定值故障，记作T_i＝1，否则执行步骤3)；

3)设定阈值θ，判断是否满足S²≤θ，当满足S²≤θ时，判定节点i状态为正常，记作T_i＝0；否则节点i状态为可能故障，记作PT_i＝1，并在节点i的邻居节点中，找到邻居节点数最大的节点j，设节点j在时刻t之前的l个感测数据为：并按如下公式进行计算：

4)设定阈值θ₁，判断是否满足0＜S_j＜θ₁，当0＜S_j＜θ₁时，判定节点j的状态为可能正常，记作PT_j＝0，否则节点j的状态为可能故障，记作PT_j＝1；设定阈值θ′，节点j将t时刻的数据和可能状态PT_j发送给节点i，节点i根据接收到的信息对两个节点数据的相似性c_ij按如下公式进行计算：

5)当c_ij＝1时，表示两节点数据相差较大，当c_ij＝0时，表示两节点数据相似；结合节点j的可能状态T_j和节点i,j数据的相似性c_ij对节点i的状态进行准确判定，判定规则如下：

当T_ij＝0时，判定节点i的状态为正常，记作T_i＝0；当T_ij＝1时，判定节点i的状态为故障，记作T_i＝1；当时，节点i的状态可能为正常，也可能为故障，再根据T_ij＝1与T_ij＝0的个数来对节点i的最终状态进行判定。

2.根据权利要求1所述的基于节点预状态的无线传感器故障检测算法，其特征在于：其还包括节点状态传播方法，所述节点状态传播方法包括以下步骤：

6)状态为正常的节点，记为正常节点i，正常节点i将自身状态信息以信息包的形式发送给其所有邻居节点j；

7)步骤6)中所有邻居节点j接收到信息包后，根据公式(4)计算两个节点数据的相似性c_ij，并按如下规则进行判定：

由于T_i＝0，若c_ij＝0，则判定节点j的状态为正常，记作T_j＝0，若c_ij＝1，则判定节点j的状态为故障，记作T_j＝1；

8)状态为正常的邻居节点，重复步骤6)进行状态扩散，直至所有节点状态全部检查出结果。

3.根据权利要求2所述的基于节点预状态的无线传感器故障检测算法，其特征在于：其还包括节点状态反馈方法，所述节点状态反馈方法为：先将传感器节点所在检测区域划分成多个小区域，并在检测区域设置一个移动传感器节点，移动传感器节点从基站出发，通过移动遍历每一个小区域以收集所有传感器节点的状态信息并传输给基站。