无线传感器网络中分布式信标节点漂移检测方法

摘要

一种无线传感器网络中分布式信标节点漂移检测方法，包括各信标节点采用基于信标节点间信号强度观测的评分机制和信标节点间漂移检测的协商机制，在信标节点评分机制方面，通过各个信标节点通过相互观测之间的RSSI变化情况，计算RSSI变化行向量和RSSI未变化行向量，然后进行评分；在信标节点间漂移检测的协商机制方面，信标节点之间相互告知其评分结果，各个信标节点根据邻居信标节点评分结果调整自身评分结果，并根据最后评分结果判断自身是否发生漂移。本发明通信开销较小、兼顾运算速度和结果精度。

主权项

一种无线传感器网络中分布式信标节点漂移检测方法，其特征在于：所述漂移检测方法包括以下步骤：(1)迭代次数c置0，在组网时刻，信标节点向邻居信标节点发送HELLO包，执行步骤(2)；(2)信标节点得到邻居信标节点发送的HELLO包，根据公式记录RSSI行向量；式中，0<i≤m，0<j≤n，o_ij(t)表示t时刻信标节点b_i的RSSI行向量O_i(t)中第j个元素，RSSI_ij表示信标节点b_i与邻居信标节点b_j之间观察得到的RSSI值，s表示信标节点通信灵敏度，n表示信标节点b_i的邻居信标节点数，m表示无线传感器网络中信标节点数；在等待u时刻后，执行步骤(3)；(3)信标节点开始进行协商，向邻居信标节点发送REQ数据包，REQ包中含有当前迭代次数c，执行步骤(4)；(4)收到REQ数据包的信标节点判断迭代次数c是否大于等于1，如是则在返回ACK数据包时包含在第c‑1次迭代时的评分结果，否则不包含在第c‑1次迭代时的评分结果，执行步骤(5)；(5)信标节点等待ACK数据包，待收到来自所有邻居信标节点的ACK数据包或超过了设定的超时时间t_max后，记录新的RSSI行向量，并根据公式：计算得到RSSI变化行向量和RSSI未变化行向量，式中，0<i≤m，0<j≤n，p_ij(t))表示t时刻信标节点b_i的RSSI变化行向量P_i(t)第j个元素，q_ij(t)表示t时刻信标节点b_i的RSSI未变化行向量Q_i(t)第j个元素，δ表示RSSI变化阈值，n表示信标节点b_i的邻居信标节点数，m表示无线传感器网络中信标节点数；如迭代次数c大于1，则执行步骤(6)，否则执行步骤(7)；(6)将评分结果大于漂移检测阈值λ的邻居信标节点从RSSI变化行向量和RSSI未变化行向量中剔除，执行步骤(7)；(7)根据公式进行评分，式中Sr_i(t)表示信标节点b_i的在t时刻的评分结果，0<i≤m，m表示无线传感器网络中信标节点数，k表示加权值，N_Qi(t)表示t时刻信标节点b_i的RSSI未变化行向量Q_i(t)中1的个数，执行步骤(8)；(8)信标节点判断迭代次数c是否达到最大值c_max，若达到最大值c_max，则执行步骤(9)，若没有达到最大值c_max，则迭代次数c＝c+1，并执行步骤(3)；(9)如信标节点评分结果大于漂移检测阈值λ，则判断自身为漂移信标节点，否则判断自身为未漂移信标节点，等待u时刻后执行步骤(3)。