BAM014H傳感器飽和約束下網絡化系統開關BTL5-F-2814-1S

BTL5-F-2814-1S將姿控系統敏感器信號與神經網絡預測輸出比較生成殘差并提取故障特征;后采用支持向量機辨識殘差特征檢測故障,并結合運動學特性分析定位故障.仿真結果表明本文所提方法可以有效提取,、辨識故障特征,實現執(zhí)行器與敏感器的故障檢測定位. 無線傳感器網絡中的節(jié)點失效、通信鏈路故障和數據的丟失等問題是不可避免的,其根本原因是無線傳感器網絡在部署,、通信,、供電、數據感知和采集等方面存在諸多的不確定性,并且無線傳感器節(jié)點容易受到節(jié)點能量,、計算性能,、工作環(huán)境等因素的干擾。如果在實際應用的場景中出現節(jié)點失效,、網絡鏈路丟失等故障,將會影響到整個網絡的工作效率,、安全和服務質量。因此,如何消除故障的影響,提高無線傳感器容錯能力是一個值得關注的問題,無線傳感器網絡容錯關鍵技術的研究具有重要的理論意義和較大的實用價值,。無線傳感器網絡產生故障的原因可能是部署節(jié)點的失效,、鏈路錯誤,、網絡擁塞、以及接收器或基站錯誤等,涉及到網絡部署,、路由,、數據處理等環(huán)節(jié)。為了提高WSN的容錯能力和魯棒性,本文以空間冗余(如冗余的傳感器節(jié)點)和信息冗余,、數據冗余(如接收到的冗余數據)為研究對象,對無線傳感器網絡在部署,、路由、數據處理過程中的容錯技術進行了充分的研究,。包括如下四個方面:(1)基于拓撲控制的WSN容錯機制研究;(2)基于路由冗余的WSN容錯機制研究;(3)基于異常數據修復的WSN容錯機制研究;(4)基于冗余數據聚類的WSN容錯機制研究,。本文的主要工作和貢獻如下:第二章中工作的創(chuàng)新點包括:從路徑生存時間的角度優(yōu)化了DPV(Disjoint Path Vector)算法,解決了個別高頻使用節(jié)點生存時間短問題,從而達到提高整網能量使用均衡的目的,即,為了解決基于k頂點連通的WSN容錯拓撲控制技術存在計算復雜度和耗能嚴重等問題,本文提出了一種基于獨立路徑生存時間優(yōu)化控制的分布式無線傳感網絡拓撲容錯控制方法:非相交路徑生存時間優(yōu)化控制算法(Disjoint Path Vector Live Time Optimize,DPLTO),算法基于DPV算法的思想,從路徑生存時間角度進行優(yōu)化,以延長網絡生存周期。DPLTO算法包含兩個階段:初始化階段和連通恢復階段,。初始化階段構造一個化WSN拓撲,達到獲取高質量的恢復路徑時能耗少的目的,。在連通恢復階段中,DPLTO算法引入了路徑容忍失效時間機制。通過對路徑容忍時間的動態(tài)調整,能夠降低恢復階段的路由信息交互,從而進一步降低由于故障節(jié)點引起的連鎖反應造成的能量耗損,。這種機制也能有效解決多節(jié)點并發(fā)故障時造成的故障容忍度低的問題,。此外,DPLTO算法采用動態(tài)地調整傳感節(jié)點的傳輸功率,從而優(yōu)化能量耗損和網絡的拓撲結構,以達到延長WSN網絡的生命周期的目的。DPLTO從局部能耗的角度進行了考慮,即DPLTOP考慮WSN的拓撲路徑上的平衡能量耗損,、計算復雜度和網絡恢復效率等方面的問題,。仿真結果表明,DPLTO算法可以有效地保證網絡的k-頂點連通性,從而延長整個網絡的生命周期。第三章中工作的創(chuàng)新點包括:引入新的分析參數并提出了新的路由算法:引入節(jié)點能耗和節(jié)點能量參數進行節(jié)點生存指數計算,提出后向能量有效冗余路由選擇算法,提高了節(jié)點生存時間,在關鍵節(jié)點即族頭節(jié)點失效前能有效地解決備份路由選擇問題,提供了高效而具有低復雜度的容錯機制,。即,針對WSN路由冗余設計中冗余節(jié)點引起的能耗過多問題,提出了一種基于路由冗余的WSN網絡故障容錯方法BRFTR(Backward Redundant Fault-Tolerant Routing),以達到網絡節(jié)能的目的,。該方法引入了節(jié)點能耗度和節(jié)點生存指數兩個重要的參數。其中,能耗度參數通過利用節(jié)點工作時間和能量消耗情況兩方面信息進行計算;節(jié)點生存指數通過鄰居節(jié)點壽命和能耗度參數這兩方面信息進行計算,。

BAM014H傳感器飽和約束下網絡化系統開關BTL5-F-2814-1S

BTL5-F-2814-1SBRFTR方法中,使用蟻群啟發(fā)式算法用于控制路由冗余休眠和工作兩種狀態(tài)間的交替,將路由冗余的能耗控制在合理的范圍內,從而防止WSN網絡由于某些關鍵節(jié)點提前失效致使性能下降的問題產生,。此外,該算法在路由階段以能量有效的方式來選擇下一跳簇頭節(jié)點,并且在簇頭失效的前提下,恢復其鄰居節(jié)點的連通性,即BRFTR算法提供了故障容忍機制,以便在簇頭節(jié)點失效的情況下可以將數據傳輸到基站節(jié)點。通過實驗仿真和結果分析可以看出,BRFTR不僅能高效地控制網關節(jié)點的能量消耗,而且能夠延長網關節(jié)點的生命周期,從而提高網絡的可用性,。第四章中工作的創(chuàng)新點包括:嘗試使用灰度模型來解決傳感器網絡數據檢測與恢復問題:提出基于灰度模型的異常數據檢測和恢復,對丟失,、錯誤、突變,、無效的數據有效的進行識別和修復。

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