环境监测无线传感器网络中的异常数据检测方法

• 作 者: 潘渊洋
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 无线传感器网络 环境监测 异常数据监测 聚类

随着无线传感器网络环境监控应用的发展，无线传感器网络测量数据的异常检测近年来受到学术界和工业界的高度关注。在无线传感器网络环境监测应用中，为了及时监测各种可能发生的突发事件（如森林火灾、大气污染、山体滑坡等），必须特别关注传感器节点采集到的异常测量值。因此，实时准确地检测出异常数据，并提供预警措施，具有十分重要的意义。本文通过引入数据挖掘中聚类的经典思路，提出了一种基于DBSCAN(Density-Based Spatial Clustering of Application with Noise)的异常数据检测方法，该方法利用距离定义数据的相似度进行划分聚类，使用DBSCAN算法提取环境特征集，并根据特征集对异常数据进行检测。节点在检测阶段只需上报异常数据，减少了节点与网关节点之间的大量通讯。当有事件发生时可以及时的进行报警，并根据网络中节点之间通讯以及网关节点与中心基站通讯的需要，设计了网关节点的通讯接口协议。最后，基于真实的无线传感器网络完成了三组实验。针对人工异常数据和事件产生的异常数据，分别设计不同的实验来验证本文方法的检测效果。实验结果表明该方法能够实时、准确的检测出异常数据。