《無線感測器網路故障檢測機制的研究》是依託北京郵電大學，由楊楊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無線感測器網路故障檢測機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊楊
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著無線感測網路在生產生活中的廣泛套用，對其進行故障檢測以實現節點和網路的正常運行成為目前的研究熱點。本項目在對無線感測網路故障檢測和定位機制進行大量調研的基礎上，根據不同的故障類型、節點類型和網路類型來構建相應的故障檢測模型和機制。針對感測器的數據感知故障所帶來的數據漂移問題，提出基於不確定性的分散式協同故障檢測和基於多變數壓縮的異構數據故障檢測，提高在同構及異構網路環境中故障檢測的精度和效率；針對鏈路通信故障和節點通信故障，研究基於最大先驗機率的主動探測傳送策略，通過故障區域劃分構建低複雜度的靜態貝葉斯模型實現對鏈路故障集合的推理，並提出動態貝葉斯網路模型提高在網路動態拓撲環境下對節點通信故障的檢測效果。本項目所研究的故障檢測機制針對性強、檢測精度高、檢測效率高、實時性強，對於無線感測器網路的研究有著重要的理論意義和現實需求。
結題摘要
隨著無線感測器技術在我國各個城市的不斷推廣，因無線感測器故障所引起的各種負面效應也逐步凸顯。例如，感測器感知模組發生故障時將引起數據漂移和恆增益現象，從而影響數據的精確融合，干擾用戶的正確判斷，在智慧型醫療領域甚至還會釀成重大的醫療事故。感測器故障檢測機制的研究對無線感測器網路的正常運行有著重要的理論意義和現實需求。 首先，本項目針對感測器的數據感知故障所帶來的數據漂移問題，研究基於數據聚類及異常值檢測的數據故障診斷機制；研究基於時空關聯性的通信故障檢測機制和基於貝葉斯網路的鏈路故障推理機制，提高在無線感測器網路動態拓撲環境下對節點通信故障的檢測效果。在研究期內，上述研究內容滿足任務書要求。 其次，為了對故障節點進行高效識別和準確檢測，項目還擴展研究了基於可靠性的感測器數據傳輸和高效存取技術，包括基於備份路徑的數據傳輸協定、基於預測的感測器網路中繼選擇方法、基於可靠性的感測器數據檔案存放策略等。 再次，對已經形成網路故障後的無線感測器網路連通性恢複方法進行了探索性研究，提出了考慮障礙的網路分區連通性恢復算法，該算法研究移動中繼節點混合放置策略，從而恢復網路連通性；提出了異構無線感測器網路容錯拓撲控制方法，構建普通節點通向超級節點的多路由樹，確保異構無線感測器網路的故障容忍。 最後，基於本項目的理論研究成果，項目組還研發了套用於貨櫃堆場環境下的無線感測器網路監控和故障診斷平台。該平台可以自動採集數據、拓撲展示、歷史數據查詢、識別故障並定位。通過在實際貨櫃堆場環境中進行部署，可對貨櫃貨物尤其是危險品運輸提供技術支撐，避免因天氣變化造成危險貨物運輸和保管過程不當造成的嚴重危害。 本項目圍繞故障的感知、檢測以及基於故障的網路連通性恢復等一系列流程進行研究，圓滿並超額完成了項目任務。
