[发明专利]在线容错和邻居协作的传感器节点故障诊断算法

说明书

本发明公开在线容错和邻居协作的传感器节点故障诊断算法，通过分布式在线故障检测进行节点的状态判定，在线容错故障检测阶段具有一定的容错能力,降低了将正常节点诊断为故障节点的可能性，并且只在节点数据连续发生异常时才和邻居进行通信,减少节点之间的通信,从而减少节点的能量耗损,提高传感器节点的使用寿命。同时基于邻居协作故障诊断机制利用改进的准则避免了异常数据造成的故障诊断干扰，提高故障诊断正确率。本发明在有效地减少能量消耗的情况下,克服了传统算法对邻居节点较少、故障率高、故障诊断正确率低的缺点,对复杂的传感器网络环境也表现出良好的优势,并且适用于大规模无线传感器网络。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及在线容错和邻居协作的传感器节点故障 诊断算法。

背景技术

对于某些网络距离基站较远，常规的网络故障检测手段，需要多次进行信息交互，使得 节点能量消耗巨大，导致节点过早失效，导致网络瘫痪节点。

发明内容

本发明的目的在于提供在线容错和邻居协作的传感器节点故障诊断算法。

本发明采用的技术方案是：

在线容错和邻居协作的传感器节点故障诊断算法，其包括以下步骤：

步骤1，采用在线容错故障检查算法从无线传感器网络中查找可疑节点，具体步骤为：

步骤1.1，从待测传感器节点集合中选取一个作为当前节点，并获取当前节点的一段时 间的时间序列数据，

步骤1.2，获取当前节点的邻居节点集合，

步骤1.3，判断当前节点是否为可疑节点；是则，从待测传感器节点集合中剔除当前节 点并执行步骤2；否则，标记为正常节点，同时从待测传感器节点集合中剔除当前节点并执 行步骤1；

步骤2，基于邻居协作机制确定可疑节点的真实节点状态，具体步骤为：

步骤2.1，提取标记为可疑节点时刻k的传感器节点的感觉数据x_vi(k)及其邻居节点的感 知数据

步骤2.2，计算可疑节点在时刻k的传感器节点的感觉数据x_vi(k)的中值med_i，

步骤2.3，归一化中值med_i得到归一化中值MAND_vi；

步骤2.4，判断可疑节点的真实状态；

当统计量则节点为故障节点；

当统计量则节点为正常节点。

进一步地，步骤1.1中当前节点的一段时间的时间序列数据表示当前节点一段时间内采 集的带时间的数据。

进一步地，步骤1.3中可疑节点的判断方法如下：

步骤1.3.0，从邻居节点集合中随机选取1个邻居节点作为当前邻居节点；

步骤1.3.1，从当前节点对应当前邻居节点的时间序列数据分别提取t-1时刻、t时刻以 及t+1时刻的时间序列；

t-1时刻的时间序列由当前节点在t-1时刻及其之前的m个数据构成，表示为X_t-1＝(x₁,x₂,…,x_m)，x_m为数据连续采集数据的,传感器节点的数据是带有时间的数据,因此可以表 示为时间序列

t时刻的时间序列由当前节点在t时刻及其之前的m个数据构成，表示为：X_t＝ (x₂,x₃,…,x_m+1)