一种基于两层架构的传感器网络事件检测算法

摘要

本发明公开了一种基于两层架构的传感器网络事件检测算法，其检测算法如下：假设网络由很多低价的节点构成，在部署后所有的节点都是静止的，每个节点知道自己的位置信息，整个网络从逻辑上被划分成网格，一个网格形成一个簇，根据节点的剩余能量为每个簇选择一个簇头，每个节点有一个唯一的ID，有一系列的邻居节点；如果2个节点距离小于或等于通讯距离，他们就是邻居；如果有监听链路，节点在临近的网格也有可能是邻居；每个节点都可以直接或者间接向簇头报告，然后簇头可以利用树状路由向基站报告。本发明算法在体现较高检测率的同时，能够保持较低的误报率,在事件探测精确和误报率方面达到良好平衡，也可以有效延长网络生命周期。

主权项

一种基于两层架构的传感器网络事件检测算法，其特征在于，其检测算法如下：假设网络由很多低价的节点构成，在部署后所有的节点都是静止的，每个节点知道自己的位置信息，整个网络从逻辑上被划分成网格，一个网格形成一个簇，根据节点的剩余能量为每个簇选择一个簇头，每个节点有一个唯一的ID，有一系列的邻居节点；如果2个节点距离小于或等于通讯距离，他们就是邻居；如果有监听链路，节点在临近的网格也有可能是邻居；每个节点都可以直接或者间接向簇头报告，然后簇头可以利用树状路由向基站报告；当节点v_i检测到一个异常，其向邻居节点发送1，v_i统计收到1的数量并包含自己的，统计的目的是给具有较高的s_i的节点更多的权重，另外节点的度di也是非常重要的衡量指标，1个节点的贡献我们用w_i2^Si‑1来衡量，其中w_i代表权重，$w_i=\left\{\begin{array}{ccc}1& if& \frac{s_i}{d_i+1}>T_1\\ \frac{s_i}{d_i+1}& if& T_2<\frac{s_i}{d_i+1}\le T_1\\ 0& if& \frac{s_i}{d_i+1}<T_2\end{array}\right\}---\left(2\right)$公式2中T₁代表阈值上限，T₂代表阈值下限；如果s_i/(di+1)大于上限，w_i设置为1；如果s_i/(di+1)介于下限和上限之间，w_i设置为s_i/(di+1)；如果s_i/(di+1)低于下限，则w_i设置为0；上述设置的意义在于s_i越大则其贡献越大；s_i占其邻居总数的比例越高，其贡献的可靠度越高，其权重就越大；最后由簇头决定事件是否发生；$\begin{array}{cc}Event=1& \begin{array}{cc}if& \frac{{\mathrm{\Sigma x}}_i{w}_i{2}^{s_i-1}}{\Sigma (1-x_i)+{\mathrm{\Sigma x}}_i{w}_i{2}^{s_i-1}}>T_3\end{array}\end{array}---\left(3\right)$其中表示簇内所有出现异常节点的贡献的总和，Σ(1‑x_i)表示所有出现异常的节点数目。