室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點故障及健康診斷.pdf

1、室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡作為無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)的分支之一在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用，網(wǎng)絡在運行過程中由于節(jié)點自身限制及環(huán)境影響不可避免地發(fā)生故障及性能的下降，因此針對室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡特點，研究傳感器節(jié)點故障及系統(tǒng)運行健康狀況的診斷具有十分重要的意義。
　　 首先以室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡的典型應用——溫室無線傳感器網(wǎng)絡為例，建立室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡健康診斷試驗系統(tǒng)，包括短距離無線通信方式的選擇；ZigBee星形網(wǎng)絡的組網(wǎng)；中心節(jié)點和

2、傳感器節(jié)點的硬件設計、軟件設計以及系統(tǒng)的運行調(diào)試。其次在所建立試驗系統(tǒng)的基礎上，采用主成分分析(PCA)法將測量數(shù)據(jù)空間劃分為主成分子空間(PCS)和殘差子空間(RS)研究傳感器節(jié)點故障檢測診斷方法；采用小波分解高頻系數(shù)的方法探討傳感器節(jié)點故障識別定位方法。最后基于模糊層次分析(FAHP)法分析影響室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡運行健康狀況的各因素，確定層次單排序向量和層次總排序向量，建立室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡健康評價模型，對傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)運行健康狀況

3、進行評估診斷。
　　 室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡健康診斷試驗系統(tǒng)試運行表明：傳感器節(jié)點以低功耗休眠喚醒方式將所采集到的溫度、濕度、光照度信息實時傳輸至上位機，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，上位機操作人機界面良好；傳感器節(jié)點故障診斷僅需附加兩個字節(jié)的平方預測誤差(SPE)診斷信息，具備能量高效性，簇頭節(jié)點故障檢測時間遠遠小于數(shù)據(jù)采集時間間隔，具有較高的實時性；在所有影響網(wǎng)絡健康的因素中，失效節(jié)點的綜合權(quán)重最大，結(jié)合各因素權(quán)重和各單項指標評價，給出的健