论文摘要
网络在运行过程中不可避免地会发生故障。受制造工艺的限制、使用寿命以及工作条件的影响,有多种原因导致网络故障,如网络线路破坏、终端系统或路由设备故障,甚至人为的攻击等。无论是元器件还是电路系统的故障,都需要引起网络管理人员的重视。因此,网络故障诊断技术应运而生,并随着无线通信网络的发展,人们对故障诊断技术提出了新的技术要求。近年来,随着研究领域的广泛、技术的深入,无线传感器网络具有良好的应用前景。无线传感器网络在实际应用过程中十分容易受到故障的干扰,从而严重影响其工作的效率和质量。传感器节点是随机部署在各种特殊区域的,人类很多情况下无法亲自对其设备性能进行维护。因此,针对传感器网络故障的诊断技术有别与传统有线网络。传感器设备的物理特性决定了它对能量依赖性,节约能量的故障诊断技术不仅要保证网络的运行效率,而且能维持网络的长期运行。能量效率是无线传感器网络故障诊断技术设计的首要考虑因素。本文根据无线传感器网络在采集信息、处理信息、传输数据这三个主要步骤中产生的数据出错故障,尤其是数据不一致性的问题。从信息处理和数据传输两个方面,对数据质量进行监督,据此设计了两种故障诊断方法,在诊断故障的同时注重对能量的合理利用。文章主要研究内容及创新点如下:（1）针对无线传感器网络数据传输过程中产生的非一致性问题,提出了一种面向无线传感器网络的非一致性故障检测机制（Inconsistent Failures Detection Mechanism: IFDM）。IFDM通过采用节点不相交多重路径,比较数据包内容,判断故障路径,并实施故障节点的定位。IFDM算法能有效的检测出非一致性故障路径及故障节点,具有检测速度快、功耗低、时延小等特性。（2）针对无线传感器网络中节点采集环境特征数据,并转化为二进制决策值过程中出现的异常问题,提出了一种基于测量值评估机制的WSN分布式故障检测（Mechanism of Distributed Failures Detection by Assess Measurements: DFD-AM）。DFD-AM利用相邻节点数据值的空间相关性,计算节点的评估值,并通过评估值与测量值的比较,判断节点是否出错。同时采用故障识别机制对出错节点标记从而排除故障节点。DFD-AM算法能有效地纠正错误测量数据,检测故障节点,具有检测效率高、误检测率低、功耗低等特性。网络故障诊断是一个极其复杂的问题,是一门多学科融合的技术。故障诊断的切入点很多。目前,还没有一种能解决所有网络问题的故障诊断方法。一般只是就某种或某些故障类型而提出的诊断方法。要想完全解决各种故障,需要从多个科研领域,多方位,多角度全面地考虑并加以研究,同时考虑功耗、时效等多个因素,未来面对的困难还有很多。