一种无线传感器网络节点故障检测方法

摘要

本发明涉及一种改进的DFD无线传感器网络节点故障检测方法。现有的检测方法检测精度较低。本发明方法在得到了节点在与其邻居节点间的测试结果和初步检测状态的基础上，对任意节点，在其邻居节点中初步检测状态为可能正常的节点中，若与该节点间测试结果为0的节点数大于或等于测试结果为1的节点数，则认为该节点的状态为正常，反之为故障。本发明方法通过网络内邻居节点间的数据交换和相互测试检测出故障节点。本发明提供的技术方案适用于网络节点总数和待检测节点的邻居节点数较少、节点故障率较高的传感器网络，且能大大提高故障检测精度。

主权项

1、一种无线传感器网络节点故障检测方法，其特征在于该检测方法包括以下步骤：(1)对任意节点S_i，取Neighbor(S_i)中的任意节点S_j，得到d_ij^t，同时置C_ij＝0，其中Neighbor(S_i)为节点S_i的邻居节点集合，C_ij为两相邻节点S_i与S_j根据它们各自所感知的数据产生的一个测试结果；(2)若$\left|d_{\mathrm{ij}}^t\right|>{\theta }_1,$置C_ij＝1，转至Neighbor(S_i)中的下一个节点；若$\left|d_{\mathrm{ij}}^t\right|\le {\theta }_1,$计算Δd_ij^t，若$\left|\Delta d_{\mathrm{ij}}^t\right|>{\theta }_2,$置C_ij＝1，转至Neighbor(S_i)中的下一个节点，其中d_ij^t为两相邻节点S_i与S_j在时刻t各自感知的数据之差，θ₁为其阈值，Δd_ij^t为两相邻节点S_i与S_j在时刻t和t+1，所感知的数据之差d_ij^t+1与d_ij^t的差值，θ₂为其阈值；(3)重复步骤(1)和(2)，获得S_i与Neighbor(S_i)的每个节点间的C_ij值；(4)根据S_i的各个Neighbor(S_i)间的C_ij值，计算如果$\underset{S_j\in \mathrm{Neighbor}\left(S_i\right)}{\Sigma }{C}_{\mathrm{ij}}<\mathrm{Num}\left(\mathrm{Neighbor}\left(S_i\right)\right)/2,$则令S_i的初步检测状态T_i为可能正常，T_i＝LG；如果$\underset{S_j\in \mathrm{Neighbor}\left(S_i\right)}{\Sigma }{C}_{\mathrm{ij}}\ge \mathrm{Num}\left(\mathrm{Neighbor}\left(S_i\right)\right)/2,$则令T_i为可能故障，T_i＝LT其中Num(Neighbor(S_i))为节点S_i的邻居节点总数；(5)如果节点S_i邻居节点中初步检测状态T_i＝LG的节点数为0，T_i＝LG时，节点S_i的状态为正常；T_i＝LT时，节点S_i的状态为故障；如果节点S_i邻居节点中初步检测状态T_i＝LG的节点数大于0，根据T_i值和C_ij值，计算如果$\left(\underset{S_j\in \mathrm{Neighbor}\left(S_i\right)\mathrm{and}{T}_j=\mathrm{LG}}{\Sigma }{C}_{\mathrm{ij}}\right)<\mathrm{Num}\left(\mathrm{Neighbor}{\left(S_i\right)}_{T_j=\mathrm{LG}}\right)/2,$则节点S_i的状态为正常；如果$\left(\underset{S_j\in \mathrm{Neighbor}\left(S_i\right)\mathrm{and}{T}_j=\mathrm{LG}}{\Sigma }{C}_{\mathrm{ij}}\right)\ge \mathrm{Num}\left(\mathrm{Neighbor}{\left(S_i\right)}_{T_j=\mathrm{LG}}\right)/2,$则节点S_i的状态为故障；(6)重复步骤(1)～(5)，直到网络所有节点的状态检测完成。