【摘 要】
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室内无线传感器网络作为无线传感器网络(WSN)的分支之一在工农业生产中有着广泛的应用,网络在运行过程中由于节点自身限制及环境影响不可避免地发生故障及性能的下降,因此针
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室内无线传感器网络作为无线传感器网络(WSN)的分支之一在工农业生产中有着广泛的应用,网络在运行过程中由于节点自身限制及环境影响不可避免地发生故障及性能的下降,因此针对室内无线传感器网络特点,研究传感器节点故障及系统运行健康状况的诊断具有十分重要的意义。首先以室内无线传感器网络的典型应用——温室无线传感器网络为例,建立室内无线传感器网络健康诊断试验系统,包括短距离无线通信方式的选择;ZigBee星形网络的组网;中心节点和传感器节点的硬件设计、软件设计以及系统的运行调试。其次在所建立试验系统的基础上,采用主成分分析(PCA)法将测量数据空间划分为主成分子空间(PCS)和残差子空间(RS)研究传感器节点故障检测诊断方法;采用小波分解高频系数的方法探讨传感器节点故障识别定位方法。最后基于模糊层次分析(FAHP)法分析影响室内无线传感器网络运行健康状况的各因素,确定层次单排序向量和层次总排序向量,建立室内无线传感器网络健康评价模型,对传感器网络系统运行健康状况进行评估诊断。室内无线传感器网络健康诊断试验系统试运行表明:传感器节点以低功耗休眠唤醒方式将所采集到的温度、湿度、光照度信息实时传输至上位机,系统运行稳定可靠,上位机操作人机界面良好;传感器节点故障诊断仅需附加两个字节的平方预测误差(SPE)诊断信息,具备能量高效性,簇头节点故障检测时间远远小于数据采集时间间隔,具有较高的实时性;在所有影响网络健康的因素中,失效节点的综合权重最大,结合各因素权重和各单项指标评价,给出的健康度指标有效,为网络维护人员从整体上了解网络系统运行状况提供依据。
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