基于鄰居協(xié)作的氣象傳感網(wǎng)故障診斷算法研究.pdf

1、氣象傳感網(wǎng)具有組網(wǎng)方式靈活性、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)性等特點，是一個高集成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由于氣象傳感網(wǎng)的節(jié)點資源受限且長期工作在不可預(yù)知的環(huán)境中，在運行過程中氣象傳感網(wǎng)極易產(chǎn)生各類故障，進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。因此，故障診斷算法必然要求充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)信息交互的優(yōu)勢，提高診斷性能的同時避免冗余信息大，復(fù)雜度高的缺點。本文的主要工作就是發(fā)揮氣象傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)時空相關(guān)性的優(yōu)勢同時結(jié)合鄰居協(xié)作思想，研究氣象傳感網(wǎng)故障診斷算法:
　　本文概述氣象傳感網(wǎng)的網(wǎng)

2、絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點以及其故障原因，并對故障進(jìn)行了分類。介紹氣象傳感網(wǎng)故障診斷技術(shù)，并闡述現(xiàn)有故障診斷算法問題，給出診斷技術(shù)的性能評價標(biāo)準(zhǔn)，為氣象傳感網(wǎng)故障診斷研究的展開提供理論基礎(chǔ)。
　　針對現(xiàn)有的診斷方法會產(chǎn)生較高的誤報率，同時消耗大量通信帶寬的問題，本文提出了一種基于累積和控制圖(Cumulative'Sum Chart，CUSUM)的分布式故障診斷算法。利用CUSUM監(jiān)測節(jié)點內(nèi)本地歷史數(shù)據(jù)，增強故障判斷的靈敏性，同時對節(jié)點內(nèi)異常時

3、間點進(jìn)行定位，結(jié)合鄰居協(xié)作方法，最終確定故障節(jié)點。仿真實驗顯示，即使節(jié)點故障率很高時，算法在保證較高故障診斷精度的同時，依然得到較小的誤報率，受故障率影響很小。本文提出的算法有很好的可擴展性和穩(wěn)定性，能適用于大規(guī)模氣象傳感網(wǎng)的故障診斷。
　　針對在節(jié)點分布稀疏、故障聚集的傳感網(wǎng)中分布式故障診斷算法性能明顯降低的缺陷，提出了一種基于支持向量機回歸(Support Vector Regression，SVR)與鄰居協(xié)作的故障診斷方法。