[发明专利]基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断算法

权利要求书

1.基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤1，获取无线传感器网络目标区域的每个传感器节点的位置；

步骤2，采用K均值聚类算法在目标区域获取一组布置无故障节点的潜在位置集合；

步骤3，获取潜在位置集合的每个无故障节点的一跳相邻的传感器节点集合；

步骤4，将传感器节点集合的传感器节点数量小于设定的整数值m的无故障节点从该潜在位置集合中剔除，

步骤5，构建权重函数，并利用权重函数优化缩减潜在位置集合获得最终布置无故障节点位置集合；

步骤5.1，基于权重函数计算剩余每个故障节点的权重值；权重函数具体如下：

其中，|FFSDOHN_i|′为归一化后的无故障节点FFSD_i的一跳相邻传感器的集合元素的个数；T_i表示剩余的故障节点T_i，DD′为归一化后的理想距离，ADHD′为归一化后的平均诊断跳距离；

步骤5.2，选择权重值最大的无故障节点加入最终无故障节点集合，同时从潜在位置集合中剔除该无故障节点，并从目标区域传感器节点位置中剔除该无故障节点对应的一跳相邻的传感器节点；

步骤5.3，当前潜在位置集合是否为空；是则，执行步骤6；否则，执行步骤5.1；

步骤6，基于最终无故障节点集合布置无故障节点；

步骤7，根据布置好的无故障节点基于节点的空间相似性对目标区域的传感器节点进行故障诊断，具体诊断过程如下：

当任意节点v_i∈C且为无故障节点FFSD_j的一跳邻居节点时，则由无故障节点FFSD_j直接进行故障诊断，其中，C为静态无故障节点的集合；

当节点则通过其邻居节点进行故障诊断；

当任意节点v_i∈C且不是无故障节点FFSD_j的一跳邻居节点时，则由其最接近无故障节点FFSD_j的一跳邻居节点nei(v_i)将感知数据发送给无故障节点FFSD_j，再由无故障节点FFSD_j对其进行故障诊断；

故障诊断判定准则如下：

当则节点v_i为故障节点；

当则节点v_i为故障节点；

当且则节点v_i为正常节点；

其中，为t时刻节点v_i的感知数据，为t时刻无故障节点FFSD_j的感知数据，为t+1时刻节点v_i的感知数据，为t+1时刻无故障节点FFSD_j的感知数据，θ₁为节点t时刻正常感应差值的上限阈值，θ₂为节点t+1时刻正常感应差值的上限阈值。

2.根据权利要求1所述的基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断方法，其特征在于：步骤4中设定的整数值m的取值为2。

3.根据权利要求1所述的基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断方法，其特征在于：步骤5.1的权重函数的具体构建步骤如下：

步骤5.1.1，选取目标区域的极端点，并基于极端点计算剩余每个无故障节点与目标区域的理想距离DD；

步骤5.1.2，计算剩余每个无故障节点的平均诊断跳距离；

步骤5.1.3，构建权重函数，具体如下：

其中，|FFSDOHN_i|′为归一化后的无故障节点FFSD_i的一跳相邻传感器的集合元素的个数；DD′为归一化后无故障节点FFSD_i的理想距离，ADHD′为归一化后无故障节点FFSD_i的平均诊断跳距离。