[發明專利]一種面向無線傳感網絡的容錯事件邊界檢測方法

無效

• 申請號: 201310138526.1
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103200597A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 張瑞華;王偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.面向無線傳感網絡的容錯事件邊界檢測方法，其特征是，具體步驟為

步驟（1）：在事件監測區域內的本地節點，初始化自身的鄰居列表和鄰居節點集合；本地節點S_i的鄰居節點集合為N(S_i)，鄰居列表包含鄰居節點的位置和編號信息；

步驟（2）：本地節點判斷是否接收到鄰居節點發送來的故障節點校正方法請求信息M_FNC，如果接收到該信息包，則表示其鄰居節點需要本地節點的原始測量值校正其自身測量值，則本地節點直接發送原始測量值給鄰居節點，然后進入下一步；如果沒有收到故障節點校正方法請求信息M_FNC，則直接進入下一步；

步驟（3）：調用故障節點校正方法，該方法用于判斷本地節點是否是故障節點，若是故障節點校正其測量值；

步驟（4）：本地節點判斷是否接收到事件邊界節點判定方法請求信息M_EBNM，如果接收到該請求信息，說明其鄰居節點需要本地節點的校正值斷定其自身是否為邊界節點，則本地節點發送經步驟（3）的校正值給鄰居節點，然后進入下一步；如果沒有接收到事件邊界節點判定方法請求信息M_EBNM，則直接進入下一步；

步驟（5）：調用事件邊界節點判定方法：該方法主要用于判定本地節點是否處于事件邊界；如果是事件邊界節點則把自己的位置信息和編號報告給基站，然后進入下一步；如果不是事件邊界節點，直接進入下一步；

步驟（6）：等待本檢測周期結束，進入下一輪檢測，回到步驟（1），在每輪檢測中，都回到步驟（1）初始化鄰居列表，因為有節點能量耗盡而死亡。

2.如權利要求1所述的面向無線傳感網絡的容錯事件邊界檢測方法，其特征是，

所述故障節點校正方法的主要過程為：

先計算鄰居節點測量值的加權中值，再與本地節點自身的測量值經簡單計算，其結果同閾值進行比較，判斷本地節點是否為故障節點；若為故障節點，則使用加權中值代替本地節點的測量值，若不是故障節點則直接使用本地節點的自身測量值。

3.如權利要求1或2所述的面向無線傳感網絡的容錯事件邊界檢測方法，其特征是，

所述故障節點校正方法的具體步驟為：

假設本地節點S_i的鄰居節點集合N(S_i)={S_i,S_i1,S_i2,…,S_i(k-1)}，其中|N(S_i)|=k表示節點S_i的所有鄰居節點數量，包括本地節點S_i自身；D(S_i)={V_i0,V_i1,V_i2,…,V_i(k-1)}為對應節點的測量值集合，其中V_ij表示節點S_i的第j個鄰居節點S_ij的測量值,j=1,2,…,(k-1),V_i0是本地節點S_i的測量值；

步驟（3-1）：本地節點S_i主動廣播一個故障節點校正方法請求信息M_FNC，鄰居節點接收到該請求信息后，會發送其監測屬性的原始測量值V_ij，j=1，2，…,(k-1)；

步驟（3-2）：本地節點S_i在接收到所有鄰居節點的返回信息之后形成鄰居節點測量值集合D(S_i)；

步驟（3-3）：根據本地節點S_i的鄰居節點測量值集合D(S_i)，計算該測量值集合D(S_i)的平均值和標準差；

步驟（3-4）：根據平均值μ_i計算節點S_i的鄰居節點測量值集合D(S_i)的一個殘差序列δ_i后，計算本地節點S_i的鄰居節點的初始權值w_i；

步驟（3-5）：對本地節點S_i的初始權值w_i進行歸一化處理得到每個節點的最終權值

步驟（3-6）：從歸一化處理方法知節點的鄰居節點集合N(S_i)中每個節點S_ij對應的歸一化權值為節點S_i對應的歸一化權值為將鄰居節點測量值集合D(S_i)遞增排序，使新得到的鄰居節點序列滿足V_(i0)≤V_(i1)≤…≤V_(i(k-1))，其中對應節點的權值為然后計算基于均值的加權中值wmed_i；

步驟（3-7）：如果本地節點S_i為故障節點，節點S_i的測量值必然嚴重偏離其加權中值，定義：

yi=|Vi0-wmedi|σi---(7)]]>

其中V_i0為本地節點S_i的原始測量值，wmed_i為本地節點S_i的鄰居節點測量值集合D(S_i)的加權中值，σ_i為其鄰居節點測量值集合D(S_i)的標準差；

對于正常節點而言，當本地節點S_i的鄰居節點數量足夠多，即k足夠大時，測量值集合D(S_i)滿足正太分布D(S_i)～N(μ,σ²)，其中，加權中值wmed_i＝μ,標準差σ_i＝σ，y₀、y₁、…y_(k-1)滿足正態分布N(0,1)；

當本地節點S_i為故障節點時，其測量值V_i0與其鄰居測量值相差很大，y_i將會很大；設定θ(θ≥1)是一個預定義的閾值，當y_i≥θ時，本地節點S_i為故障節點；否則，本地節點S_i為正常節點；閾值θ的選取根據無線傳感網絡中節點故障概率p通過查詢標準正態分布表來獲取；

步驟（3-8）：如果本地節點S_i是一個故障節點，則使用wmed_i代替原始測量值V_i0，否則本地節點S_i的測量值為其原始值V_i0。