無線傳感網絡中新型數(shù)據融合及故障診斷技術研究.pdf

1、無線傳感網絡綜合現(xiàn)代傳感器技術、無線通信及自組織網絡技術、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，并通過無線自組網絡傳送至終端用戶。無線傳感網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。
　　 目前無線傳感網絡研究領域已經取得了大量的

2、成果，促使其不斷發(fā)展和進步。目前無線傳感網絡從實驗室走向實際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。
　　 無線傳感網絡的主要應用是采集數(shù)據，響應用戶查詢，數(shù)據傳輸占據了無線傳感網絡絕大部分的能量開銷。

3、通過對數(shù)據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)據融合技術缺乏對數(shù)據丟失和網絡動態(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)據查詢結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，對于無線傳感網絡部署及運行過程中出現(xiàn)故障進行實時診斷是保障網絡長期穩(wěn)定運行的另一個關鍵問題?，F(xiàn)有的調試和診斷工具已經具備了較多的功能，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