分簇式无线传感器网络节点故障诊断算法研究.pdf

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1、2011年第3O卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)37分簇式无线传感器网络节点故障诊断算法研究刘凯，彭力(江南大学检测与过程控制研究所，江苏无锡214122)摘要：无线传感器网络(WSNs)分布式节点故障诊断算法是一种可用于WSNs节点的故障诊断算法，通过整个网络内邻居节点之间的数据融合诊断出故障节点。但分布式算法的计算量十分巨大，浪费了大量的节点能源，而且分布式算法中使用自定义的全局阈值会降低诊断精度，分簇式的节点故障诊断算法应用LEACH—DFD算法，通过簇头节点完成故障检测，

2、节省了大量的能量，而且采用优化的阈值，提高了诊断精度，并且受节点故障率的影响减小。关键词：节能；LEACH—DFD；无线传感器网络；故障诊断；分簇中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)04-0037--04ResearchonfaultdiagnosisalgorithmforclusteringnodeinwirelesssensornetworksLIUKai，PENGLi(InstituteofMeasurementandProcessControl，JiangnanUniversity，Wuxi21

3、4122，China)Abstract：Wirelesssensornetworks(WSNs)distributedalgorithmisanodefaultdiagnosisalgorithmthatcanbeusedforWSNs．Thedatafusionisusedbetweenthenodesanditsneighbornodestodiagnosefaultnodes．However，thecalculationofdistributedalgorithmisverycomplex，itwastesalotofnodes’ener

4、gy，andalsothedistributedalgorithmusingauniquethresholdacrossthenetworkswillreducethediagnosticprecision．ClusteringnodefaultdiagnosisalgorithmproposesaLEACH—DFDalgorithm，whichachievesthenodes’faultdiagnosisbytheclusterhead．Thisalgorithmsaveslotsofenergy，anditUSeSoptimizedsegm

5、entationthresholdtoimprovethediagnosisprecision，SOtheimpactofnodefailurerateisreduced．Keywords：energysaving；LEACH—DFD；WSNs；faultdiagnosis；clustering0引言典型的WSNs节点故障诊断算法有：分布式故障诊断无线传感器网络(wirelesssensornetworks，WSNs)被广(distributedfaultdetection，DFD)J，加权中值故障诊断泛地应用于环境监测，农业生产，医疗保健，智

6、能家居、军事(wei—ghtedmedianfaultdetection)，分布式Bayesian算法等多个领域，多用来检测温度，湿度，压力等环境信息。(distributedbayesianalgorithms)。DFD算法对每个节点WSNs节点会出现各种故障，降低或失去监控功能，造成严及其邻节点都进行一次数据融合，存在大量的冗余计算，节重的经济损失。通过故障诊断，它能及时地、正确地对各种点自身的感知、通信或是自身的数据融合都会耗费大量的异常状态或故障状态给出诊断，预防或消除故障，提高网络能量，进行故障检测必须尽可能地减少功耗。文献[6]提运

7、行的可靠性⋯。出了一种用时间冗余技术来诊断传感器网络的通信和故WSNs节点故障也可以分为两类：硬故障和软故障。障，但是容易在数据传输的过程中出现错误。文献[7]建硬故障是指传感器节点在部署或长时间的工作中电源模立了一个WSNs节点应用神经网络和粗糙集故障诊断方块、CPU、传感器、通信模块发生损坏以至于产生不可自行法，算法复杂性大，不适合节点数量大、耦合密切的网络。修复的故障；软故障是指节点虽然能够继续工作并与其他本文针对DFD节点故障检测算法计算冗余量大的缺点，提节点通信，但节点所感知或发送的信息不准确，影响整个网出适合故障检测的分簇算法，各个

8、簇可以选取优化的分割络的监测效果。阈值，提高诊断精度和效率。收稿日期：2010-08-20基金项目：国家自然科学基金资助项目(60973095)38传