基于节点相似性的WSNs故障检测方法研究.pdf

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1、10传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第4期?＼≯)研究与探讨。p基于节点相似性的WSNs故障检测方法研究陈欢欢，黄剑，王楷，李洪兵(重庆大学自动化学院，重庆400030)摘要：针对目前多数无线传感器网络分布式故障检测的算法都以假设故障节点数据为离群值为基础，存在局限性的问题。提出一种基于节点相似度比较的无线传感器网络故障检测方法，簇头节点根据簇内节点数据的时空相关性，进行节点相似性度量，实时调整节点可信水平，并采用最优函数计算出当前实验的最优阈

2、值(0．8)进行故障节点的判断。通过仿真实验证明：针对不同的故障模型，算法保持了良好的故障检测能力，一定程度上解决通用性问题。关键词：相似性度量；时空相关性；可信水平；无线传感器网络；故障检测中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)04-0010-04ResearchonWSNsfaultdetectionmethodbasedonnodesimilarityCHENHuan-huan，HUANGJian，WANGKai，LIHong—bing(CoHegeofAutomation，

3、ChongqingUniversity，Chongqing400030，China)Abstract：Aimingatpresentdistributedfaultdetectionalgorithmsforwirelesssensornetworks(WSNs)haveassumethatthefaultnodearebasedonoutliersdata，ithavelimitations．PresentamethodbasedonsimilaritycomparisonofnodesofWSNsfaultdete

4、ction，accordingtocorrelationoftimeandspaceofnodedatawithinthecluster．theclusterheadnodesmeasurethesimilarityamongclusternodes．andadjustnodeconfidencelevelreal—time，calculatetheoptimalthresholdvaluewhichis0．8byusingoptimalfunctionincurrentexperimentstojudgefaultn

5、ode．Throughsimulationexperimentsshowthataimingatdifferentfaultmodel，thealgorithmkeepingoodabilityoffaultdetection，andsolvetheproblemofgeneralityinacertainextent．Keywords：similaritymeasurement；timeandspacerelativity；confidencelevel；WSNs；faultdetection0引言基于邻近度的方法无

6、需对数据分布做假设，代表有容无线传感器网络(WSNs)在环境监测与保护、目标跟错的贝叶斯故障检测算法，但该算法在故障节点数量大踪及军事侦测等领域有着广泛的应用。由于WSNs节点于非故障节点数量时受限。文献[8]通过比较测量值的差自身资源受限和常在恶劣环境下工作导致了节点发生故障值和历史数据变动量来判断节点故障。文献[9]利用时间的可能性增高。故障导致WSNs对监测信息的错误分析和冗余来排除瞬时的测量值错误对故障节点判定的影响。文判断，所以，对WSNs的故障检测是必不可少的。献[10]为每个传感器节点建立基于Dirich

7、let分布的信誉函目前被广泛应用于该领域的方法主要有基于统计模型数以此判断故障节点。的技术、基于聚类的技术、基于分类的技术、基于邻近度的以上方法没有对算法适用的故障类型进行讨论，仅对技术等几大类。基于统计的文献[3，4]利用直方图技术故障的特征和仿真方式进行了简单假设，因此，不能确定这提取数据分布特征，提取异常数据，主要适用于高斯分布的些算法在不同故障类型情况下的性能表现。本文针对不同数据。基于聚类的方法较依赖于的簇内数据量，文献[5]的故障模型提出一种基于节点相似性的故障检测方法，引采用基于K均值的聚类方法对簇内数据

8、不断地进行3个入可信度实时调整节点可信水平，降低节点的误判，具有一子簇的分类以找出故障节点。基于分类的需事先定义类定的通用性。别，文献[6]采取支持向量机的方法对数据进行分类。收稿日期：2013-09—15基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2011BAJ03B13)；重庆市科技攻关项目(CSTC2012GG—YYJS40008)