基于免疫危險理論的無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷及修復.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks, WSN)是由大量部署在目標區(qū)域的傳感器節(jié)點組成，通過多跳、無線通信、自組織形成的網(wǎng)絡系統(tǒng)，實時感知檢測對象的信息。隨著無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展，已被廣泛應用到環(huán)境檢測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健、智能家居等多個領(lǐng)域，在空間探索和災難拯救方面無線傳感器網(wǎng)絡發(fā)揮著獨有的優(yōu)勢。由于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點自身資源受限、部署環(huán)境惡劣、無人監(jiān)管無法直接進行維護等多方面因素，導致無線傳感器網(wǎng)絡容易發(fā)

2、生故障并對實際生產(chǎn)造成嚴重后果，所以迫切需要實用性的無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷及網(wǎng)絡修復技術(shù)。
　　無線傳感器網(wǎng)絡有別于傳統(tǒng)網(wǎng)絡，針對無線傳感器網(wǎng)絡的特點，本論文采用免疫危險理論（Immune Danger Theory, IDT）與其他算法，有效相結(jié)合形成新算法對無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)故障進行診斷及對網(wǎng)絡進行修復。故障診斷是結(jié)合無線網(wǎng)絡特點準確判斷出故障類別，以便及時對網(wǎng)絡進行修復和故障的預防。本文提出無線傳感器網(wǎng)絡修復是針對整個無線傳

3、感器網(wǎng)絡進行修復，并不是替換故障傳感器節(jié)點或修復單個傳感器節(jié)點，對整個網(wǎng)絡修復，使網(wǎng)絡完成它應有的任務和功能，保證網(wǎng)絡的安全運行。本文的研究的內(nèi)容及創(chuàng)新點如下所示：
　?。?）免疫危險理論與KNN算法相結(jié)合的診斷算法，無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點在清醒（工作狀態(tài)）感知危險，抗原提呈給決策節(jié)點，決策節(jié)點實現(xiàn)故障診斷。該診斷算法為雙層，第一層為危險感知，判斷潛在故障，第二層為故障診斷，確認故障類別，有效的提高的診斷的性能；只有在感知為危險的情況

4、下，才進行故障診斷，有效的減少了無線傳感器節(jié)點之間的通信，節(jié)省的無線傳感器網(wǎng)絡的能耗；基于免疫危險理論的記憶性和克隆變異的優(yōu)勢，診斷算法有自學能力，使無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷在故障樣本數(shù)少的情況下，同樣具有很好的診斷性能。
　?。?）針對無線傳感器網(wǎng)絡故障診斷問題，本文提出了免疫危險理論與粒子群（Particle Swarm Optimization, PSO）相結(jié)合的無線傳感器網(wǎng)絡修復算法，免疫危險理論全局的進行異常感知，在異常節(jié)