無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)異常檢測和數(shù)據(jù)質(zhì)量問題研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由具備感測、數(shù)據(jù)處理、存儲和通信等功能的微型節(jié)點(diǎn)通過自組織方式形成的網(wǎng)絡(luò)。近年來，無論是在學(xué)術(shù)界、工業(yè)界或政府機(jī)構(gòu)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都受到了高度重視，在軍事國防、自然災(zāi)害監(jiān)控、數(shù)字醫(yī)療、建筑物監(jiān)測和住宅監(jiān)控等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
　　隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被越來越多的部署到實(shí)際環(huán)境中，其以數(shù)據(jù)為中心的特點(diǎn)就日益凸顯。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要從部署環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)有價值的信息，這是其應(yīng)用能否成功的關(guān)鍵。因此需要重點(diǎn)關(guān)注和解決

2、兩方面問題：一是怎樣設(shè)計(jì)有效的異常檢測機(jī)制，用來從數(shù)據(jù)中尋找各類異常信息或發(fā)現(xiàn)各種異常狀況。二是怎樣設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價體系和評價指標(biāo)，以便能從數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭即傳感裝置開始，持續(xù)的關(guān)注和跟蹤數(shù)據(jù)質(zhì)量。在解決這兩方面問題時，需要同時考慮無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)計(jì)約束，特別是能量限制。
　　基于上述背景，論文圍繞無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)異常檢測和數(shù)據(jù)質(zhì)量問題進(jìn)行了比較深入的研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)提出了一種基于鄰居節(jié)點(diǎn)間感

3、測數(shù)據(jù)序列相似性度量和非故障節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息擴(kuò)散的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)故障檢測方案。該方案充分利用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的時空相關(guān)特性，對幾種典型的感測模塊數(shù)據(jù)故障有較好的檢測性能。依據(jù)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對組合使用多種檢測算法改進(jìn)檢測性能進(jìn)行了探討。
　　(2)提出了一種基于線性模式的非特定事件檢測方案。該方案結(jié)合了基于閾值和基于模式這兩類事件檢測機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)，特別針對低成本、低計(jì)算能力和單位時間內(nèi)能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。仿真實(shí)

4、驗(yàn)表明，相對于基于閾值的檢測方案，該事件檢測方案在持續(xù)變化的環(huán)境中有較好的檢測性能。
　　(3)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。在綜合數(shù)據(jù)質(zhì)量和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)兩個研究社區(qū)成果的基礎(chǔ)上，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量需求，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量的關(guān)系，定義了一組無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該關(guān)注的數(shù)據(jù)質(zhì)量維度。作為研究案例，分別對數(shù)據(jù)質(zhì)量的正確性維度和及時性維度對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的影響進(jìn)行了研究。在數(shù)據(jù)質(zhì)量的正確性維度研