無線傳感網(wǎng)絡中新型數(shù)據(jù)融合及故障診斷技術研究.pdf

1、無線傳感網(wǎng)絡綜合現(xiàn)代傳感器技術、無線通信及自組織網(wǎng)絡技術、泛在計算技術、分布式信息處理技術等，通過大規(guī)模部署的微型傳感器設備實時監(jiān)控、感知各種環(huán)境及其他各類監(jiān)測對象的信息，并通過無線自組網(wǎng)絡傳送至終端用戶。無線傳感網(wǎng)絡極大拓展了人類探索和感知物理世界的能力，具有廣闊的應用前景，在國防、農(nóng)業(yè)、城市管理、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)療、防恐反恐、搶險救災、基礎工業(yè)等許多重要領域都有巨大的實用價值。
　　 目前無線傳感網(wǎng)絡研究領域已經(jīng)取得了大量的

2、成果，促使其不斷發(fā)展和進步。目前無線傳感網(wǎng)絡從實驗室走向?qū)嶋H應用面臨的核心問題是如何使其能夠在復雜惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。為實現(xiàn)該目標，需要解決兩個難點，一是降低系統(tǒng)能耗，二是實時發(fā)現(xiàn)并排除系統(tǒng)故障。本研究針對以上問題提出新穎的解決方案，并在實際系統(tǒng)中進行部署，通過大規(guī)模長期實驗，證明我們的方法大大增加了系統(tǒng)的運行時間和穩(wěn)定性。
　　 無線傳感網(wǎng)絡的主要應用是采集數(shù)據(jù)，響應用戶查詢，數(shù)據(jù)傳輸占據(jù)了無線傳感網(wǎng)絡絕大部分的能量開銷。

3、通過對數(shù)據(jù)的融合能夠大大減少傳輸能量的消耗，延長系統(tǒng)運行時間。現(xiàn)有數(shù)據(jù)融合技術缺乏對數(shù)據(jù)丟失和網(wǎng)絡動態(tài)性的自適應處理，因此我們在本研究中致力于探索新型數(shù)據(jù)融合技術應對多種用戶查詢。研究如何能在動態(tài)環(huán)境下克服數(shù)據(jù)丟失帶來的影響，針對多種查詢提出概率補償技術。對比實驗結(jié)果顯示，和現(xiàn)有算法相比我們提出的概率補償方法能夠大大減少查詢結(jié)果的誤差。同時我們提出自適應全局查詢處理技術，和現(xiàn)有算法相比能夠在保證數(shù)據(jù)查詢結(jié)果準確率的前提下減少全局查詢10

4、％-50％的通信開銷。
　　 在降低系統(tǒng)能耗的基礎上，對于無線傳感網(wǎng)絡部署及運行過程中出現(xiàn)故障進行實時診斷是保障網(wǎng)絡長期穩(wěn)定運行的另一個關鍵問題?，F(xiàn)有的調(diào)試和診斷工具已經(jīng)具備了較多的功能，但是他們普遍采用基于主動式信息收集的方法來獲取系統(tǒng)狀態(tài)及進行故障檢測，開銷較大，對系統(tǒng)正常運行造成很大負擔。因此我們在本研究中提出構建新的被動式輕量級系統(tǒng)診斷工具PAD，通過對數(shù)據(jù)包進行標記的方法建立概率推理模型。我們通過引入概率推理模型，利用