[發(fā)明專利]基于正交溯源的WSN異常節(jié)點發(fā)現(xiàn)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710369927.6
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107222880B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程杰;陳龍
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W40/24;H04W84/18
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.基于正交溯源的WSN異常節(jié)點發(fā)現(xiàn)方法，其特征是，包括：數(shù)據(jù)溯源、傳輸拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和異常節(jié)點發(fā)現(xiàn)三個階段；

所述數(shù)據(jù)溯源階段：對基站收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行追溯，還原出該數(shù)據(jù)包的實際傳輸路徑，此階段包含三部分內(nèi)容：(1.1)：正交溯源配置：給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點分配正交標(biāo)識，以及確定溯源信息的載體協(xié)議；(1.2)：溯源信息標(biāo)記：各傳感器節(jié)點對數(shù)據(jù)包中的溯源數(shù)據(jù)字段內(nèi)容進(jìn)行疊加復(fù)用，當(dāng)需要發(fā)送數(shù)據(jù)包時，將當(dāng)前節(jié)點的正交標(biāo)識寫入數(shù)據(jù)包的溯源數(shù)據(jù)字段；當(dāng)需要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時，讀取該數(shù)據(jù)包的溯源數(shù)據(jù)字段和跳數(shù)字段，將所讀取的字段內(nèi)容與當(dāng)前節(jié)點的正交標(biāo)識進(jìn)行疊加運算，并將運算結(jié)果寫入數(shù)據(jù)包的溯源數(shù)據(jù)字段中；(1.3)傳輸路徑重構(gòu)：基站通過將數(shù)據(jù)包的溯源數(shù)據(jù)字段內(nèi)容與所轄區(qū)域內(nèi)各個傳感器節(jié)點的正交標(biāo)識分別進(jìn)行規(guī)格化內(nèi)積計算，得到參與當(dāng)前數(shù)據(jù)包傳輸?shù)膫鞲衅鞴?jié)點標(biāo)識及其轉(zhuǎn)發(fā)順序，據(jù)此還原出數(shù)據(jù)包的實際傳輸路徑；

所述傳輸拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)階段：按照(1.3)所述方法對接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行溯源，獲得數(shù)據(jù)包的實際傳輸路徑，根據(jù)所得到的傳輸路徑來擬合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸拓?fù)洌⒗塾媯鬏斅窂街泄?jié)點出現(xiàn)的頻次，所述頻次即為WSN傳輸拓?fù)渲泄?jié)點的活躍性度量；

所述異常節(jié)點發(fā)現(xiàn)階段：根據(jù)傳輸拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)階段所得到的傳輸拓?fù)涞倪B通性發(fā)現(xiàn)離散節(jié)點，根據(jù)節(jié)點的活躍度發(fā)現(xiàn)閑置節(jié)點和過載節(jié)點，通過監(jiān)測節(jié)點的活躍度變化情況發(fā)現(xiàn)失效節(jié)點。

2.如權(quán)利要求1所述的基于正交溯源的WSN異常節(jié)點發(fā)現(xiàn)方法，其特征是，

所述(1.1)：正交溯源配置，包括以下兩個子步驟：

步驟(1.1.1)：分配正交標(biāo)識；

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每一個傳感器節(jié)點Node_r均分配有一個唯一且與其他傳感器節(jié)點互為正交的正交標(biāo)識V_r＝(v_r,1,v_r,2,…,v_r，n)，v_r，k＝1或-1，k＝1，2，…，n,n表示正交標(biāo)識的維數(shù)；r＝1，2，…，R,R表示傳感器節(jié)點的個數(shù)；Node_r表示第r個傳感器節(jié)點；V_r表示第r個傳感器節(jié)點的正交標(biāo)識；v_r，n表示第r個傳感器節(jié)點的正交標(biāo)識的第n項；

步驟(1.1.2)：確定載體協(xié)議；

選取溯源信息的載體協(xié)議，根據(jù)載體協(xié)議的語法規(guī)則，在數(shù)據(jù)包的首部或數(shù)據(jù)包間隔位置設(shè)置溯源數(shù)據(jù)字段，用于攜帶溯源信息。

3.如權(quán)利要求2所述的基于正交溯源的WSN異常節(jié)點發(fā)現(xiàn)方法，其特征是，

所述步驟(1.1.1)：

所述互為正交是指任意兩個傳感器節(jié)點Node_p和Node_q的正交標(biāo)識V_p＝(v_p，1,v_p,2，…，v_p，n)與V_q＝(v_q，1，v_q,2，…，v_q，n)相互正交，即：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中每個基站都記錄其所轄區(qū)域內(nèi)各傳感器節(jié)點的正交標(biāo)識；

為減少正交標(biāo)識的長度，根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模設(shè)定僅在同一個基站的所轄區(qū)域內(nèi)各傳感器節(jié)點的正交標(biāo)識具有唯一性，或?qū)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分區(qū)，設(shè)定在一個區(qū)域內(nèi)各傳感器節(jié)點的正交標(biāo)識具有唯一性；

所述步驟(1.1.2)中：

所述載體協(xié)議是指作用于傳感器節(jié)點與基站之間，能夠攜帶溯源信息的WSN數(shù)據(jù)通信協(xié)議。