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        無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障研究現(xiàn)狀

        2009-09-18 06:02:34李天鵬張?jiān)茦?/span>王海明
        新媒體研究 2009年12期
        關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)故障故障診斷無線

        李天鵬 張?jiān)茦颉⊥鹾C?/p>

        [摘要]近年來,隨著研究領(lǐng)域的廣泛、技術(shù)的深入,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有良好的應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用過程中十分容易受到故障的干擾·從而嚴(yán)重影響其工作的效率和質(zhì)量。傳感器節(jié)點(diǎn)是隨機(jī)部署在各種特殊區(qū)域的,人類很多情況下無法親自對其設(shè)備性能進(jìn)行維護(hù)。因此·針對傳感器嗣絡(luò)故障的診斷技術(shù)有別與傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò),針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)的研究有一定的現(xiàn)實(shí)價值。

        [關(guān)鍵詞]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷

        中圖分類號:TN92文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671—7597(2009)0620073—01

        一、無線傳感網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)故障診斷區(qū)別

        1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最大的特點(diǎn)是其能量的有限性,因此,關(guān)于傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)計(jì)與使用問題,都不能拋開能量效率。無論是路由協(xié)議或MAC協(xié)議,都把能量問題放在首位,以確保整個網(wǎng)絡(luò)長期有效的進(jìn)行工作。因此,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法設(shè)計(jì)也必須關(guān)注能量效率,這與有線網(wǎng)絡(luò)有著根本的區(qū)別;

        2由于不存在布線,傳感器網(wǎng)絡(luò)不用考慮物理線路方面的故障:

        3傳感器節(jié)點(diǎn)的工作任務(wù)主要是信息采集和傳輸,并不關(guān)心對某一節(jié)點(diǎn)的識別,它注重的是關(guān)于物理環(huán)境的實(shí)際信息。所以關(guān)注的焦點(diǎn)是數(shù)據(jù)而非節(jié)點(diǎn)識別,可以說傳感器網(wǎng)絡(luò)是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)既肩負(fù)著信息采集的任務(wù),同時還要將信息傳輸?shù)狡渌?jié)點(diǎn),這個過程中任意環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)錯誤。因此。傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷的目標(biāo)也主要是保障數(shù)據(jù)在采集、處理以及傳輸過程及其使用過程中的正確性,而IP網(wǎng)絡(luò)故障診斷不僅僅針對數(shù)據(jù),更多的是對網(wǎng)絡(luò)的連通性、通信協(xié)議的正確性以及通信質(zhì)量的關(guān)注:

        4傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其分布的特殊性,無法直接借助人為力量對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù),一般的解決方案往往是采用冗余或放棄故障節(jié)點(diǎn),重新選擇最佳路徑傳輸數(shù)據(jù)。如果采用故障修復(fù)的方法,就會加劇了節(jié)點(diǎn)能量的消耗,反而得不償失。因此WSN更強(qiáng)調(diào)自組織、自維護(hù)地工作。而IP網(wǎng)絡(luò)借助網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀等設(shè)備可以更多地觀察到故障的位置和類型,從而進(jìn)行人工分析處理故障、修復(fù)故障;

        5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量耗盡后,該節(jié)點(diǎn)就會被棄用,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會重新調(diào)整,相對IP網(wǎng)絡(luò)而言,傳感器節(jié)點(diǎn)及傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牟淮_定性大大增加,這就需要使用的故障診斷方法簡單實(shí)用,更多的是注重診斷的最終結(jié)果而不是故障分析的過程。

        二、無線傳感網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)

        隨著無線傳感器的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,功能越來越完善,自動化程度也越來越高。由于許多無法避免的因素影響,更加之wsN使用的環(huán)境異常復(fù)雜和惡劣,WSN的節(jié)點(diǎn)會出現(xiàn)各種故障,這會降低或失去wsN預(yù)定的功能,甚至造成嚴(yán)重的損失乃至整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓。通過故障診斷能及時、正確地對各種異常狀態(tài)或故障狀態(tài)給出診斷,預(yù)防或消除故障,對傳感器的運(yùn)行進(jìn)行必要的指導(dǎo),提高傳感器運(yùn)行的可靠性、安全性和有效性,以期把故障損失降低到最低限度,保證WSN發(fā)揮最大的設(shè)計(jì)能力,以便在允許的條件下,充分挖掘WSN的潛力,延長其使用壽命。

        從研究進(jìn)展來看,WSN技術(shù)已大大超前WSN故障診斷的技術(shù),因此WSN節(jié)點(diǎn)的故障診斷問題就迫在眉睫地?cái)[在面前。

        目前,WSN故障研究主要分為故障檢測及修復(fù)技術(shù)和故障容忍技術(shù)。其中故障容忍技術(shù)研究較多,其主要思想是為了使結(jié)構(gòu)化的分析有意義,不論通信或傳輸錯誤,在每一步測量中至少要收集到一定的數(shù)據(jù)·例如,如果有n個傳感器形成一個簇用于覆蓋一片區(qū)域,那么在每一步至少應(yīng)該有k

        三、總結(jié)

        近年來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展迅速,針對傳感器網(wǎng)絡(luò)的故障診斷技術(shù)也隨之發(fā)展,文章分析了現(xiàn)有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù),闡述其研究的方向以及研究的不足。同時對IP網(wǎng)絡(luò)與傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)的差別加以區(qū)分。

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