无线传感器网络中邻居数据分析的故障检测方法

针对无线传感器网络(WSN)故障检测导致额外的通信和计算负载问题,根据同一覆盖范围内传感器节点的监测数据相近的特点,提出了一种基于邻居节点数据分析的WSN故障检测方法. 通过分析节点的历史传感数据来计算节点的可信水平,从而确定可信的邻居节点. 将节点数据与覆盖范围内可信邻居节点的数据进行比较分析,判定节点是否故障. 仿真结果表明,算法在保持良好的故障检测能力和临时故障容忍能力的同时,并不额外增加节点的通信和计算负载.      

基于无线传感器网络的桥渡装备故障检测系统设计

为解决桥渡装备故障排除主要依靠人工经验,检修周期长、效率低的问题,基于无线传感器网络技术,开发研制桥渡装备故障检测系统.通过分析桥渡装备结构特点及装备运行参数,对桥渡装备故障检测系统所需的硬件进行设计选型;基于Access数据库开发软件系统,实现对装备运行数据的采集、分析及故障预警.对实际桥渡装备的故障检测试验结果表明:系统功能完善,可为桥渡装备故障快速检测排除提供可靠的解决方案.     

基于拓扑的无线传感器网络边界节点检测

为了降低网络节点的通信量,并提高多洞网络边界节点检测速度,在对现有边界节点检测算法进行深入研究的基础上,利用网络的拓扑特性,设计了一种以网络纬度线检测网络边界的规模可扩展算法,引入网络纬度线对网络的边界节点进行检测。实验结果表明,该算法在识别准确率、检测速度、通信量等方面的性能有所提高。     

基于贝叶斯置信区间的传感器网络故障诊断方法研究

通过构建贝叶斯网络故障诊断模型,提出了结合故障诊断准确性和置信区间对传感器网络进行故障诊断的方法。采用二项分布参数估计方法,结合β分布和F分布对置信区间进行算法改进,降低了对测试数据规模的要求,减小了准确度的误差。通过仿真分析,验证了改进算法的准确性和可靠性。     

基于Rough set理论的无线传感器网络节点故障

提出了一种无线传感器网络（WSN）节点故障诊断的新方法，首先基于粗糙集理论中改进的可辨识矩阵算法得到故障诊断决策的属性约简；然后通过属性匹配的故障分类算法，建立一套WSN节点故障诊断方法，对WSN节点的各个模块分别进行具体的故障诊断和定位. 仿真实验表明，该方法在WSN节点故障诊断时通信代价小、能量消耗低、诊断准确率高，因而具有在能量有限的WSN节点中应用的可能性.     

基于动态贝叶斯网络的设备故障预测方法研究

设备维修方式由事后维修和定期维修逐步向基于状态维修进行转变,而故障预测（剩余寿命预测）则是基于状态维修的关键。本文介绍了动态贝叶斯网络的基本原理,在此基础上提出了利用动态贝叶斯网络进行故障预测的方法和步骤,最后将本方法应用于流体控制器的故障预测,结果验证了本方法的有效性。     

基于FSM的感知节点软件故障检测

针对事件驱动程序运行时的故障检测问题,提出了一种基于有限状态机(FSM)的感知节点软件故障检测方法. 用户通过撰写FSM规范,并在程序中添加与FSM执行相关的宏标记,对程序期望行为进行描述. 在节点运行时通过比较FSM规范和收集的FSM执行信息,实现节点软件故障检测. 针对2类典型节点硬件平台,研究了3种故障检测机制的存储和计算开销,最后通过2个实例分析验证了所提方法的有效性.     

基于贝叶斯网络的电网故障诊断方法

根据元件故障与保护动作和断路器跳闸之间的内在逻辑关系,建立了面向元件的电网故障诊断模型,并采用误差反向传播的梯度下降法修正网络参数。该模型是一种由 Noisy-Or,Noisy-And 节点组成的特殊的贝叶斯网络,能够处理电网故障诊断中的不确定性,具有语义精确、推理快速、学习效率高等特点,适用于大规模电力系统的多重复杂故障诊断。实际电网故障案例验证了该方法的正确性和有效性。     

基于节点感知信任度模型的无线传感网络事件检测方法

事件区域检测是无线传感器网络在复杂环境感知中的一项重要应用,然而节点受到环境中多种不确定性因素(如温度、湿度、硬件条件等)的影响导致其感知数据出现错误,降低了节点对事件检测的准确度. 根据邻近节点之间的感知信息存在一定的空间相关性,提出一种基于网络拓扑的节点感知信任度模型,在此基础上每个节点将自身感知信息与邻居节点交换信息相结合,建立贝叶斯事件检测容错模型,计算事件发生的预测概率,同时确定事件发生的最优阈值,节点根据概率预测结果与最优阈值相比较对事件发生做最终决策. 仿真结果表明,与典型的贝叶斯最优阈值容错算法相比,在节点故障率为25%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由65%提高到78%;而在节点故障率为30%的情况下,所提算法可将错误节点修正率由50%提高到70%,体现出了良好的容错性能.     

基于最优锚节点的无线传感器网络节点定位算法

由于传感器节点能量受限,定位算法需要综合考虑定位误差、通信和计算开销等多方面的因素。分析了DV-Hop算法定位过程并总结出误差产生的主要原因,针对不同位置锚节点对定位误差的影响,提出了一种基于最优锚节点的定位算法—DV-Hop_Bon(DV-Hopbased on optimal nodes),最后使用Matlab进行了仿真实验,结果表明:新提出的定位算法在拥有较小通信半径情况下,能有效提高定位精度,并可广泛应用于无线传感器网络中。     

节点两次抛洒的无线传感器网络能耗平衡策略

针对无线传感器网络中的“能量空洞”问题,提出了一种将传感器节点分两次抛洒的能耗平衡策略。基于圆形区域网络的多跳传输方式,分析了无线传感器网络的能耗模型,并在各圆环内对传感器节点进行不均匀抛洒。为了克服节点密度较大圆环采集数据的冗余性,首先在各圆环内等密度抛洒只具有传感功能的节点,第二次抛洒的节点仅作为中继站向相邻圆环转发数据,根据节点平均能耗相等的原则,确定各圆环内的中继节点密度。传感节点和中继节点分别进行抛洒,不仅节省了硬件成本,而且减轻了网络的传输负载。仿真结果表明,该策略能够有效平衡节点能耗,缓解能量空洞问题,从而延长无线传感器网络的生存时间。     

基于节点密度的传感器网络路由算法研究与设计

在对传感器网络路由协议设计作了充分了解的基础上,深入研究了聚类路由算法,并在分析传统算法LEACH的基础上,提出了基于节点密度的聚类路由算法,进行了仿真试验和结果分析,得到了更合理的头节点分布,证明了该算法具有节约能源的特点.     

一种基于节点信誉度的无线传感器网络信任模型

针对无线传感器网络节点存在不信任因素的问题,利用无线传感器网络节点的数据、带宽和能量建立信任模型,并将信任模型引入到无线传感器网络管理体系中,此时网络组建和节点各种行为都以信任度为依据.从模拟实验结果可以看出,该模型可以减少网络的丢包率,网络具有更高不信任行为检测率.     

磁偶极子模型的无线传感器网络定位方法

针对无线传感器网络定位技术,提出了一种定位锚节点的新方法。通过对磁偶极子模型的分析,得出了在二维平面上随机撒播锚节点的情况下获得锚节点绝对位置的方法。采用Matlab仿真分析了该定位方法的性能。结果表明,该方法容易实现锚节点的重新替换工作。     

基于粗糙集-贝叶斯方法的分布式电网故障诊断

针对实际的电网故障诊断中常存在的冗余和不确定性信息这一问题,基于智能互补融合的思想,将粗糙集和贝叶斯有机结合在一起,并鉴于传统的人工智能在大电网故障诊断应用中存在的局限性而采用分布式数据挖掘的思想,提出了一种基于粗糙集-贝叶斯的分布式电网故障诊断方法。该方法首先把大电网分割成给定数目的局部电网,然后利用粗糙集对各个局部电网分别建立决策表并进行约简,最后利用粗糙集-贝叶斯方法进行局部电网内部及局部电网之间的联络线的规则提取形成全局规则库,并根据实时报警信息进行规则匹配得到诊断结果。经电网故障诊断算例分析表明,该算法正确、有效,速度快,容错性好。     

带状传感器网络节点分布式自部署算法DSDA-VC设计

带状传感器网络的发展源于无线传感器网络的发展,从广义上来说是一类特殊形态的传感器网络,在许多重要领域均具有极其广泛的应用需求和前景.针对带状网区域内节点的有效覆盖问题,对节点的覆盖进行了定量的数学建模分析,设计了基于Voronoi细胞单元的节点分布式自部署算法DSDA-VC.该算法可以有效提高带状网节点的部署覆盖度,经仿真验证,对于较高密度覆盖的带状网络,覆盖率可提高10%以上.基于该研究成果,完成了在某山区的带状网的设计和实际测试验证工作.     

UWSNs节点运动模型及预测定位

为提高水下无线传感器网络(UWSNs)中动态节点的定位精度,降低通信能耗,提出采用节点的运动模型实现预测定位.考虑到近海监控网络中,潮汐运动是海水运动的主要成因,以粗略的近海潮汐运动模型为基础,以高斯径向基函数作为空间基函数构造节点的运动模型;利用K-medoids方法对模型中的高斯径向基函数中心进行聚类优化;提出了采用扩展卡尔曼滤波的方法实现模型系数的估计.考虑到普通节点与锚节点运动的空间相关性,设计了与到锚节点的距离相关的权重系数,以锚节点的运动模型系数估计普通节点运动模型中的系数,进而完成自身定位.对东经117.25°—132.2°,北纬24°—43.45°海域UWSNs的节点定位性能进行仿真分析,结果表明:所提出的节点预测定位方法的定位性能较高,定位覆盖度和定位精度高于SLMP方法和MP-PSO方法,平均通信能耗低于SLMP方法和MP-PSO方法.所提出的节点预测定位方法适用于大规模水下动态无线传感器网络定位.     

基于贝叶斯网络的配电系统可靠性分析方法

提出了根据配电网的实际拓扑结构和元件对系统的影响关系直接建立贝叶斯网络以实现配电系统可靠性分析的方法。该方法的特点是不仅能进行配电网的可靠性指标评估,而且还能方便地得到系统每个元件或几个元件对整个系统可靠性的影响,从而克服了配电系统传统可靠性评估方法的不足。通过实例,阐述了应用贝叶斯网络方法进行配电系统可靠性评估的有效性和优越性。     

分簇无线传感器网络安全多路径路由协议

针对多路径路由难以有效抵御恶意节点对无线传感器网络网络层的安全攻击,将多路径路由与节点可信度评价进行有效结合,以节点的转发数据包成功率和包重传率作为直接信任指标,邻居节点对评价节点的信任作为间接信任指标,提出一种基于可信节点的安全多路径路由协议.为降低网络开销,只对簇头节点进行可信度评价,并利用节点信任值衡量下一跳节点的可靠性,计算能达到期望安全性要求的多路径数目,进行信任多路径路由的建立.仿真结果表明:该协议能够有效地均衡路由能耗,延长网络生存周期,保障无线传感器网络的路由安全.