[发明专利]基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断算法

说明书

本发明公开基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断算法，针对于无法采取移动节点进行故障诊断的情形，提出基于无故障节点的故障诊断算法，首先给出无故障节点的布置算法，实现节点故障诊断的分布式进行，然后提出利用无故障节点对节点做出故障诊断算法，有效减少节点由于多跳造成的能量过多消耗。本发明大部分节点只需同无故障节点进行一跳通信即可实现故障诊断，有效地减少了能力的消耗。本发明具有较高的故障诊断正确率和较低的传感器能量消耗，符合无线传感器网络故障诊断算法的需求。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断算法。

背景技术

对于某些传感器网络距离基站较远，节点通过多跳形式将节点信息发送给基站，使得节点能量消耗巨大，导致节点过早失效，导致网络瘫痪。

发明内容

本发明的目的在于提供基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断算法。

本发明采用的技术方案是：

基于多SINK节点的无线传感器节点故障诊断算法，其包括以下步骤：

步骤1，获取无线传感器网路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；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∈FFSD_j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，节点FFSD_j为无故障节点且作为节点v_i的一跳邻居节点，其节点感知值应在某个固定的阈值之间；

当节点则通过其邻居节点进行故障诊断；

当任意节点v_i∈FFSD_j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，由于节点v_i∈FFSD_j，其感知数据也和节点FFSD_j数据相似；