室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)故障及健康診斷.pdf

1、室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的分支之一在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行過程中由于節(jié)點(diǎn)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(duì)室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，研究傳感器節(jié)點(diǎn)故障及系統(tǒng)運(yùn)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(luò)的典型應(yīng)用——溫室無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為例，建立室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)健康診斷試驗(yàn)系統(tǒng)，包括短距離無線通信方式的選擇；ZigBee星形網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)；中心節(jié)點(diǎn)和

2、傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試。其次在所建立試驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用主成分分析(PCA)法將測(cè)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(diǎn)故障檢測(cè)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(diǎn)故障識(shí)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(luò)運(yùn)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(luò)健康評(píng)價(jià)模型，對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行健康狀況

3、進(jìn)行評(píng)估診斷。
　　 室內(nèi)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)健康診斷試驗(yàn)系統(tǒng)試運(yùn)行表明：傳感器節(jié)點(diǎn)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(shí)時(shí)傳輸至上位機(jī)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，上位機(jī)操作人機(jī)界面良好；傳感器節(jié)點(diǎn)故障診斷僅需附加兩個(gè)字節(jié)的平方預(yù)測(cè)誤差(SPE)診斷信息，具備能量高效性，簇頭節(jié)點(diǎn)故障檢測(cè)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔，具有較高的實(shí)時(shí)性；在所有影響網(wǎng)絡(luò)健康的因素中，失效節(jié)點(diǎn)的綜合權(quán)重最大，結(jié)合各因素權(quán)重和各單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)，給出的健