无线传感器网络节点模块级故障诊断方法研究

发布时间：2017-10-09 10:05

  本文关键词：无线传感器网络节点模块级故障诊断方法研究

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【摘要】：无线传感器网络通常由大量部署在目标区域的无线传感器节点组成,实现对目标区域的实时监测。随着无线传感器网络的发展,其在医疗、军事、工业、农业等领域的应用也越来越广泛,拥有广泛的应用前景,但由于节点数量巨大、工作环境复杂多变以及自身的不确定性导致无线传感器网络容易产生故障,且故障复杂多样。故障诊断则是确保无线传感器网络正常工作的有效方法,因此故障诊断技术对无线传感器网络的维护发挥着巨大的作用。无线传感器网络作为一个整体系统,节点和网络之间的关系是密不可分的,特别是在大规模应用的背景下,节点故障可能引发网络故障,从而影响无线传感器网络的正常工作。论文针对无线传感器网络节点模块来实施故障诊断,提出具有故障检测和故障识别功能的故障诊断方法,主要研究内容如下:(1)首先,对已有的相关研究成果进行归纳和整理。通过分析目前已有的无线传感器故障诊断方法,了解故障诊断对象的有关特性,对无线传感器网络故障诊断进行分类,包括网络级和节点级;分析对比现有故障诊断方法的优缺点,在对无线传感器网络节点的结构及其各模块的特性进行研究的基础上,提出一种节点模块级故障诊断方法。该方法将无线传感器网络节点分成各个模块,对各个模块的故障进行监测,从而实现无线传感器网络节点的故障诊断;(2)其次,分析节点模块级故障诊断策略并设计了无线传感器网络节点状态监测器,该监测器可以对无线传感器网络节点的能量模块、传感器模块、处理器模块及无线通信模块的工作状态进行监测,并且将监测到的故障参数保存,作为故障向量,根据故障向量来进行故障定位;(3)最后,设计无线传感器网络节点,搭建无线传感器网络实验平台,根据诊断策略设计实验方案,验证方法有效性,为实际工程应用提供支撑。
【关键词】：无线传感器网络 传感器节点 状态监测器 故障诊断
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 无线传感器网络概述8-12
• 1.1.1 无线传感器网络的特点9-11
• 1.1.2 无线传感器网络的应用11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 无线传感器网络研究现状12-13
• 1.2.2 无线传感器网络故障诊断方法研究现状13-15
• 1.3 课题研究的意义15-16
• 1.3.1 无线传感器网络节点故障的影响15-16
• 1.3.2 无线传感器网络节点模块级故障诊断的意义16
• 1.4 论文的研究内容和结构安排16-18
• 1.4.1 研究内容16-17
• 1.4.2 结构安排17-18
• 2 无线传感器网络故障诊断方法研究18-27
• 2.1 引言18
• 2.2 无线传感器网络故障分类及特点18-21
• 2.2.1 无线传感器网络故障诊断分类18-20
• 2.2.2 无线传感器网络故障诊断的特点20-21
• 2.3 无线传感器网络故障诊断方法21-25
• 2.3.1 集中式故障诊断方法22
• 2.3.2 分布式故障诊断方法22-24
• 2.3.3 分层式故障诊断方法24-25
• 2.4 无线传感器网络节点模块级故障诊断方法25-26
• 2.4.1 无线传感器网络节点模块级故障诊断定义25
• 2.4.2 无线传感器网络节点模块级故障分类25
• 2.4.3 无线传感器网络节点故障诊断的原理25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 无线传感器网络节点模块级故障诊断策略及状态监测器设计27-39
• 3.1 引言27
• 3.2 无线传感器网络节点模块级故障诊断策略27-31
• 3.2.1 传感器模块故障诊断分析28
• 3.2.2 处理器模块的故障诊断分析28-29
• 3.2.3 电源模块的故障诊断分析29-31
• 3.2.4 无线通信模块的故障诊断分析31
• 3.3 无线传感器网络节点状态监测器的设计31-38
• 3.3.1 无线传感器网络节点状态监测器总体结构设计31-32
• 3.3.2 无线传感器网络节点状态监测器硬件设计32-36
• 3.3.3 无线传感器网络节点状态监测器软件设计36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 无线传感器实验网络搭建及故障诊断实验39-54
• 4.1 引言39
• 4.2 无线传感器网络实验平台搭建39-45
• 4.2.1 无线传感器网络节点硬件设计39-42
• 4.2.2 无线传感器网络节点软件设计42-44
• 4.2.3 无线传感器网络实验平台搭建44-45
• 4.3 无线传感器网络节点模块级故障诊断实验45-53
• 4.3.1 传感器模块故障诊断实验45-47
• 4.3.2 处理器模块故障诊断实验47-48
• 4.3.3 电源模块故障诊断实验48-50
• 4.3.4 无线模块故障诊断实验50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 总结与展望54-56
• 5.1 全文总结54
• 5.2 课题研究展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-61
• 附录61
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文61
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与的项目61

【参考文献】

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本文编号：999561