面向事件检测的无线传感器网络分布式容错算法研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zimomo
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近些年来,随着嵌入式系统、无线网络通信和数字电路等技术的进步,使得多功能低功耗无线传感器网络得到了快速发展。无线传感器网络有着高度动态的系统行为,以数据为中心和动态自组织组网等特点,以及广泛的应用前景,事件检测就是其中非常有用途的应用之一。然而在实际的应用当中,由于传感器节点自身的故障因素和其工作在恶劣环境中的影响,往往会导致节点失效或出错,这将会降低传感器网络的质量和对事件检测的精度。因此,容错处理成为无线传感器网络事件检测中一个重要的问题。   为了提高事件检测精度,现有的典型分布式容错算法有贝叶斯容错方案,改进的贝叶斯容错算法和基于中位数的容错算法等。这些算法在节点错误率较低情况下能够获得高效的容错性能,但是随着错误节点数量的增多,其性能却会大幅降低。为了克服现有的容错方案中所存在的这种问题,我们提出了一种合理的无线传感器网络事件检测分布式容错方案。其出发点在于充分利用空间冗余信息,每个传感器节点将自身检测的读数与周邻的节点读数与进行对比,得出事件是否发生的判决。一方面,给定传感器节点的可信度等级机制,用来动态地调节判定事件发生的门限值,这样使得在节点错误数量增多的同时也能够保持较好的容错性能。另一方面,在本方案中还采用了一种可移动的过滤节点平均读数的方法,用来容忍和修正大部分的发生了瞬时错误的节点数据,从而能有效降低节点错误概率。仿真结果显示,在节点错误概率不断增大的情况下,此方案的错误识别率和误报率分别达到了较理想的结果,并且通过实验对本方案算法中不同的参数做了一定的研究。
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