一种虚拟传感器网络中事件监测的容错机制

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无线传感器网络名词解释

无线传感器网络名词解释1、无线自组织网络：是一种不同于传统无线通信网络的技术传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。

而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时由其他用户节点进行数据的转发。

这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。

2、无线传感器网络WSN无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。

传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素3、基带信号：信源（信息源，也称发送端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。

根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。

）其由信源决定。

4、模拟调制：调制在通信系统中的作用至关重要。

广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。

在无线通信中和其他大多数场合，调制一般均指载波调制。

调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。

调制方式有很多。

根据调制信号是模拟信号还是数字信号，载波是连续波（通常是正弦波）还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制（简称模拟调制）、数字连续波调制（简称数字调制）、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。

5、数字调制：数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。

数字调制具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术以及均衡等。

在数字调制中，调制信号可以表示为符号或脉冲的时间序列，其中每个符号可以有m种有限状态，而每个符号又可采用n比特来表示。

无线传感器网络的自组织机制

无线传感器网络的自组织机制在当今科技飞速发展的时代，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经成为了一个备受关注的领域。

它在环境监测、工业控制、智能家居等众多领域都有着广泛的应用。

而无线传感器网络的自组织机制，正是其能够高效运行和发挥作用的关键所在。

要理解无线传感器网络的自组织机制，首先得清楚什么是无线传感器网络。

简单来说，它是由大量部署在监测区域内的微型传感器节点组成的网络。

这些节点通过无线通信方式相互连接，能够感知、采集和处理环境中的各种信息，并将其传输给用户。

那么，自组织机制又是什么呢？想象一下，把一堆传感器节点随意撒在一个区域里，它们没有事先的规划和安排，但却能够自动地组成一个有效的网络，并且能够适应环境的变化和节点的故障，这就是自组织机制的神奇之处。

无线传感器网络的自组织机制主要体现在以下几个方面。

首先是网络的自动发现和连接。

当传感器节点被部署到监测区域后，它们会自动地寻找周围的其他节点，并建立通信连接。

这就好像一群陌生人在一个陌生的地方，能够迅速地找到彼此并建立联系。

节点之间通过发送和接收特定的信号来发现对方，并根据信号的强度和质量来确定连接的方式和参数。

这种自动发现和连接的能力，使得无线传感器网络能够快速地部署和运行，无需人工干预。

其次是路由的自组织。

在无线传感器网络中，数据需要从源节点经过多个中间节点传输到汇聚节点（Sink Node）。

如何选择最优的传输路径，就是路由的问题。

自组织机制使得网络能够根据节点的能量、距离、链路质量等因素，动态地选择最优的路由路径。

当网络中的某些节点出现故障或者能量耗尽时，网络能够自动地调整路由，保证数据的可靠传输。

这就好比在一条道路上，如果某个路段出现了堵塞或者损坏，车辆能够自动地寻找其他畅通的道路继续前行。

再者是节点的自我管理和协同工作。

每个传感器节点都具有一定的计算和存储能力，它们能够根据自身的状态和周围环境的变化，自主地调整工作模式和参数。

无线传感器网络的容错与可靠性保障方法

无线传感器网络的容错与可靠性保障方法无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的信息。

WSN在农业、环境监测、智能交通等领域具有广泛的应用前景。

然而，由于节点之间的通信和能量限制等因素，WSN面临着容错和可靠性保障的挑战。

本文将探讨一些提高WSN容错性和可靠性的方法。

首先，节点故障是WSN中常见的问题之一。

为了应对节点故障，可以采用冗余节点的方法。

冗余节点是在网络中添加额外的节点，这些节点可以替代故障节点的功能。

当一个节点发生故障时，冗余节点可以接管其任务，从而保持网络的正常运行。

此外，可以使用错误检测和纠正技术来解决节点故障问题。

例如，通过在传感器节点中引入错误检测和纠正代码，可以及时发现和修复节点中的错误，提高网络的容错性。

其次，能量限制是WSN中的另一个关键问题。

传感器节点通常由电池供电，能量消耗是节点寿命的重要因素。

为了延长节点的寿命，可以采用能量均衡的方法。

能量均衡是通过调整节点之间的能量消耗来平衡网络中各个节点的能量消耗。

例如，可以将数据传输任务分配给能量充足的节点，以减少能量消耗较大的节点的负担。

此外，还可以采用能量回收和能量传输等技术来提高能量利用效率，延长节点的寿命。

另外，数据传输过程中的错误也会影响WSN的可靠性。

为了保证数据传输的可靠性，可以使用错误控制技术。

错误控制技术可以检测和纠正传输过程中的错误，确保数据的完整性和准确性。

常见的错误控制技术包括前向纠错码和重传机制。

前向纠错码是一种在数据中添加冗余信息的方法，可以在接收端检测和纠正传输过程中的错误。

重传机制是在数据传输失败时重新发送数据，以确保数据的可靠传输。

此外，安全性也是WSN中需要考虑的重要问题。

WSN中的传感器节点通常会收集和传输涉及用户隐私和敏感信息的数据。

为了保护数据的安全性，可以采用加密和认证技术。

加密技术可以对数据进行加密，确保只有授权的用户才能解密和访问数据。

无线传感器网络如何解决节点失效问题

无线传感器网络如何解决节点失效问题无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是由许多分布在广泛区域内的节点组成的网络，这些节点能够感知环境中的各种信息，并将其传输到网络中心。

然而，由于节点的部署环境复杂且节点本身资源有限，节点失效问题成为了制约无线传感器网络发展的一个重要因素。

本文将探讨无线传感器网络如何解决节点失效问题的方法和策略。

首先，无线传感器网络可以通过节点自愈机制来解决节点失效问题。

节点自愈机制是指当某个节点失效时，网络能够自动调整，使其他节点接管失效节点的任务。

这种机制可以通过节点之间的协作来实现。

当一个节点检测到邻近节点失效时，它可以主动接管失效节点的任务，并将相关数据传输到网络中心。

同时，节点之间可以建立备份连接，当某个节点失效时，备份连接可以立即接管任务，保证网络的连通性和稳定性。

其次，无线传感器网络可以通过节点故障检测和排查来解决节点失效问题。

节点故障检测是指通过监测节点的运行状态和性能指标，及时发现并排查故障节点。

这可以通过节点自身的监测机制来实现，也可以通过网络中心对节点进行定期巡检来实现。

一旦发现故障节点，网络中心可以及时通知其他节点，并派遣维修人员进行修复或更换。

通过及时排查和修复故障节点，可以减少节点失效对整个网络的影响。

此外，无线传感器网络可以通过节点冗余和容错机制来解决节点失效问题。

节点冗余是指在网络中增加额外的节点，以备份和替代失效节点。

这样，当一个节点失效时，其他节点可以接管失效节点的任务，保证网络的正常运行。

节点容错是指通过增加节点之间的冗余连接，使网络具有更好的容错性。

当一个节点失效时，其他节点可以通过备份连接继续传输数据，保证网络的连通性。

通过节点冗余和容错机制，可以提高网络的可靠性和稳定性，减少节点失效对整个网络的影响。

最后，无线传感器网络可以通过节点自动更新和升级来解决节点失效问题。

随着技术的不断进步，节点的硬件和软件都会发生变化和更新。

无线传感器网络容错目标定位算法_FTTL

a ∈ R + 次方关系，具体数值与环境相关。所以， t 时刻
位于 ( xn , yn ) 处的传感器 n 的观测值为：，当 n = 1,..., N , t = 1,..., M ，有
在上述公式中， Vmax 和 g 是与具体的传感器设计结构相关的参数， Vmax 表示传感器最大可测量值，传感器的幅度增益。 rn 表示两节点间的几何距离：表示
A 的矩
形区域中。各节点静止不动，坐标记为
( xn , yn ), n = 1,..., N ，并且为已知量。
（ 2 ）待定位目标的位置为 ( xs , ys ) ，位于区域内，并且未知。（3）目标能够发出连续的信号，并且该信号能够全向无差别地传播。
A
无线传感器网络容错目标定位算法——FTTL
无线传感器网络容错目标定位算法—— FTTL
[韩丽]
摘要
文章提出了一种带有容错机制的目标定位算法，算法以传感器节点观测结果0-1 值为依据，通过一种似然估计实现定位。文章提出的算法能够获得较好的定位精度，并在一定的节点差错概率下，保持算法性能。
关键词：无线传感器网络目标定位容错算法
新技术
韩丽南京邮电大学，通信与信息工程学院。
44
新业务
1
引言
无线传感器网络（Wireless Sensor
2 一种带有容错机制的目标定位算法—— FTTL
2.1 无线传感器网络的实验模型
对于本文中讨论的用于目标定位的无线传感器网络，我们有以下假设：（1） N 个传感器节点平均地分布在面积为
(i, j ) 进行+1或-1操作。
L(i, j ) = ∑∑ bn ,t (i, j ), for i, j = 1,..., G

无线传感器网络中网络层故障容错技术研究进展

第３０卷第７期
２０１３年７月
计算机应用研究
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ
பைடு நூலகம்Ｖｏ１．３０Ｎｏ．７
Ｊｕ１．２０１３
无线传感器网络中网络层故障容错技术研究进展冰
李洪兵ｈ，熊庆宇，石为人ｈ，王小刚ｈ，何
４０４１００；３．重庆理工大学电子信息与自动化学院，重庆４０００５０）摘要：故障容错能提高无线传感器网络的稳定性和可靠性，是无线传感器网络的一项关键技术。网络层容错
Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｅｅｎｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０４１００，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｆｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｉｔｉｓａｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｗｉｒｅ－ｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｅｒａｎｄｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｍｏｎｇｔｈｅｃｒｏｓｓｌａｙｅｒｓａｒｅｈｅｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ’ Ｓｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅ．Ｔｈｅｗｏｒｋｗａｓｍａｉｎｌｙｔｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆａｕｌｔｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｆａｕｌｔ — ｔｏｌｅｒａｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｄｍｕｌｔｉｐａｔｈｒｏｕｔｉｎｇｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｅｒａｓｕｒｅｅｎ－ｃｏｄｉｎｇ／ｎｅｔｗｏｒｋｃｏｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｍｏｎｇｔｈｅｃｒｏｓｓｌａｙｅｒｓ，ｂｉｏｎｉｃｉｎｔｅｌ — ｌｉｇｅｎｔｆａｕｈｔｏｌｅｒａｎｃｅａｎｄＳＯｏｎ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ．ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄ出ｅｒｅｓｅａｒｃｈｔｒｅｎｄｓｏｆｔｈｅｆａｕｈｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｎｅｔｗｏｒｋｌａｙｅｒ．

无线传感器网络故障诊断与容错控制研究进展

Ｒｅｅｒｈｐｏｒｓｆｆｕｔｄａｎｏｉｎａｔｔｌｒｎｓａｃｒｇｅｓｏａｌｉｇｓｓａｄｆｕｌ・ｏｅａｔ —
ｃｎｒｌｉｒｌｓｅｓｒｎｅｗｏｋｓｏｔｏｎｗｉｅｅｓｓｎｏｔｒ
Ｒｅｅｔｅｕｔｆａｌｄａｎｓｓａｄｆｕｔｏｅａｔｃｎｒｌｉｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋｒｕｖｙｄｆｏｓｃｏｎｃｎｓｌｏｕｔｉｇｏｉｎａｌ— ｌｒｎｏｔｎｗｉｅｓｓｎｏｅｗｒｓａｅｓｒｅｅｒｍｕｈｐｉｔｒｓｆｔｏｅｏｉｗａｏｏｏｙ，ｎｒ，ｎｔｒｎｎａｅｙ，ｔ．ｅｅａｉａｌｍｏｅｒｌｓｉｅｉｃｕｉｇｓｎｏｆｖｅｓｔｐｌｇｅｅｇｍｏｉｉｇａｄｓｆｔｅｃＳｖｒｌｍａｎｆｕｔｙｏｄｓａｅｃａｓｆｄ，ｎｌｄｎｅｓｒｉｎｄａｌｎｅｗｒａｌ．ｃｒｉｇｔｙｔｍｔｃｕｅｏｒｌｓｅｓｒｎｔｒｓｔｒｅｆｕｔｄａｎｓｓｏｅｆｕｔａｄｎｔｏｋｆｕｔＡｃｏｄｎｏｓｓｅｓｒｔｒｆｗｉｅｓｓｎｏｅｗｏｋ，ｈｅａｌｉｇｏｉｓｓｕｅｍｅｈｄ，ｅｆｉｇｏｉ，ｅｗｒ・ｉｇｏｉｎａｅｓａｉｎｄａｎｓｓａｅｉｔｄｃｄＲｌｔｅｆｕｔｏｅａｔｃｎｒｌｔｏｓｓｌ－ａｎｓｓｎｔｏｋｄａｎｓｓａｄｂｓｔｔ — ｉｇｏｉｒｎｒｕｅ．ｅａｉａｌ— ｌｒｎｏｔｏｄｏｏｖｔｔｃｎｌｇｅｒｐｅｅｔｄ，ｉｃｕｉｇｅｕｄｎｙｅｈｏｏｉｓａｅｒｓｎｅｎｌｄｎｒｄｎａｃｍｅｈｎｓ，ｍｕｔｒｕｅｅｉｎｙａｃｏｏｏｃｎｒｌｃａｉｍｌ —ｏｔｄｓ，ｄｎｍｉｔｐｌｇｉｇｙｏｔ，ｏｔｎｐｒｐｏｏｏｐｉｚｔｎｄｔｇｒｇｔｎａｄｉｔｌｇｎｔｏ．ｈｒｂｅａｄｆｔｒｅｅｏｍｅｔｔｎｒｓｏｒｔｃｌｏｔａｔｍｉａｉ，ａａａｇｅａｉｎｅｌｅｔｏｏｎｉｍｅｈｄＴｅｐｏｌｍｎｕｕｅｄｖｌｐｎｅｄｒｏｕｔｔｌｒｎｏｔｌｅｈｏｏｙｉｉｅｅｓｓｎｏｅｗｒｓａｅｄｓｕｓｄｆｆｌｏｅａｔｎｒｃｎｌｇｎｗｒｌｓｅｓｒｎｔｏｋｒｉｓｅ．ａ — ｃｏｔｃ

无线传感器网络中可容错的事件监测算法

件监测技术提出了挑战．中分析了传感器网络中存在的各种非确定性，入可容错的事件监测机制．中首先提文引文
出可容错的事件发现和参与事件监测节点选择算法．此基础上，出可容错的事件发生区域估算算法．法对于在提算动态传感器网络具有较好监测效果．后通过大量模拟实验验证了所提出算法的性能．最关键词无线传感器网络；件监测；容错；确定性；联网事可非物
Ｔ３ｉＰ１ＤＩ：０３２／ＰＪｉ１．０１０５１Ｏ号１．７４Ｓ．．０６ｔＥｖｎｏｉｏｉｇｉｉｅｅｓＳｎｓｒＮｅｗｏｋｕｔＴｏｅａｅｔＭｎｔｒｎｎＷｒｌｓｅｏｔｒｓ
Ａｂｔａｔｓｒｃ
Ｅｖｎｎｉｏｒｎｓａｍｐｏｔｎｓｕｎｗｉｅｅｓｓｎｓｒｎｔｒｅｔｍｏｔｉｇｉｎｉｒａｔｉｓｅｉｒｌｓｅｏｅｗｏｋｓ，ｈｏｗｅｒｈｅｌｍ — ｖｅ，ｔｉ
ｉｓｏｅｏｔｒｎｈｅｕｎｅｔｉｙｅｓｅｎｓｎｅａａｐｏｏｓｈｌｅｅｏｒｉ．Ｔｈｉｔｆｓｎｓｒｎｅｗｏｋｓａｄｔｃｒａｎｔｘｉｔｄｉｅｓｄｄｔｒｐｅｃａｌｎｇｓｆｔｓｐｐｒａｌｚｓｔｅｕｅｔｉｙｅｉｔｄｉｅｓｒｎｔａｅｎａｙｅｈｎｃｒａｎｔｘｓｅｎｓｎｏｅｗｏｒｎｄｐｅｅｓｆｕｔｔｅａｖｅｎｉｋｓａｒｓｎｔａｌ— ｏｌｒｎｔｅｎｔｍｏ－ — ｐｔｒｎｅｈｎｉｍ．Ｗｅｆｒｔｎｒｕｃｔｆｕｌ— ｏｅａｔｖｎｔｔｃｉｎｎｍｏｔｉｇｏｓｏｉｇｍｃａｓｉｓｉｔｏｄｅｈｅａｔｔｌｒｎｅｅｄｅｅｔｏａｄｎｉｏｒｎｎｄｅｃｏｉｇａｇｏｉｈｍｓｎｄｔｅｓｉａｅｔｖｅｐｅｒｎｒａｕｎｒｔｏｉｉｎｏｆｓａｉｅｈｏｓｎｌｒｔ，ａｈｎｅｔｍｔｈｅｅｎｔａｐａｉｇａｅｄｅｈｅｃｎｄｔｏｔｔｃｓｎ— ｓｒｎｄｅｎｄｍｏｉｇｓｎｓｒｎｅ．Ｆｉａｌｏｏｓａｖｎｅｏｏｄｓｎｌｙ，ｗｅｅａｕａｅｏｌｏｒｔｓｖａ８ｓｒａｆｓｍｕａｖｌｔｕｒａｇｉｈｍｉｅｉｌｏｉｌ — ｔｏ．Ｔｈｘｐｒｍｅｔｌｒｓｔｈｗｈａｈｅｐｒｐｏｅｌｒｔｍｓｃｎｏａｎｏｉｌｐｅｆｍ— ｉｎｓｅｅｅｉｎａｅｕｌｓｓｏｔｔｔｏｓｄａｇｏｉｈａｂｔｉｐｔｍａｒｏｒ

无线传感器网络中的网络出错处理方法

无线传感器网络中的网络出错处理方法无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。

它具有自组织、自适应、自愈等特点，广泛应用于环境监测、智能交通、农业、医疗等领域。

然而，由于传感器节点的部署环境复杂，节点之间的通信容易受到干扰，导致网络出现各种错误。

本文将介绍一些常见的无线传感器网络中的网络出错处理方法。

一、错误检测与纠正错误检测与纠正是无线传感器网络中常用的一种出错处理方法。

在数据传输过程中，节点可以通过校验和、循环冗余检测（Cyclic Redundancy Check，简称CRC）等技术，对数据进行检测，如果发现错误，则可以进行纠正或重新传输。

通过引入冗余信息，可以提高数据传输的可靠性。

二、容错技术容错技术是一种通过冗余设计来提高系统可靠性的方法。

在无线传感器网络中，容错技术可以通过增加冗余节点、多路径传输等方式来提高网络的容错性。

当某个节点发生故障或通信中断时，其他节点可以接替其功能，保证网络的正常运行。

三、自适应路由算法自适应路由算法是无线传感器网络中常用的网络出错处理方法之一。

由于无线传感器网络中节点的部署环境复杂多变，节点之间的通信路径可能会发生变化，传统的静态路由算法往往无法适应网络的变化。

自适应路由算法可以根据网络的实时状态，动态选择最优的通信路径，提高网络的稳定性和可靠性。

四、数据融合与压缩数据融合与压缩是一种通过减少数据传输量来提高网络性能的方法。

在无线传感器网络中，节点会产生大量的数据，如果全部传输到基站进行处理，会消耗大量的能量和带宽资源。

因此，可以通过数据融合与压缩的方法，将节点采集到的数据进行处理和压缩，减少数据传输量，提高网络的效率和性能。

五、能量管理与优化能量管理与优化是无线传感器网络中重要的出错处理方法。

由于无线传感器节点通常由电池供电，能量是节点运行的关键资源。

因此，合理管理和优化能量的使用，可以延长节点的寿命，提高网络的可持续性。

一种无线传感器网络中事件区域检测的容错算法

ｎｔｒｓＩｅｅｔｙａｓｅｅｒｈｏａｌ—ｏｅａｔｅｅｔｒｇｏｅｅｔｎａｇｒｔｍｓｂｃｍｅｅｗｏｋ．ｎｒｃｎｅｒ，ｒｓａｃｎｆｕｔｔｌｒｎｖｎｅｉｎｄｔｃｉｌｏｉｈｅｏｓａｏｈｔｔｐｃｏｏｉ．Ｂｙａｓｍｉｇｔａｈｃｕｒｎｅｏｎｅｅｔｉｓａｉｌｏｒｌｔｄｒｖｏｓｗｏｋｄｓｓｕｎｈｔｔｅｏｃｒｅｃｆｖｎｓｐｔａｌｃｒｅａｅ，ｐｅｉｕｒｉ— ａｙｔｎｕｓａｌａｄｅｅｔｂｘｈｎｉｇｒａｉｇｍｏｇｎｉｈｏｉｇｓｎｏｓＣｏｓｄｒｎｈｔｉｉｇｉｈｆｕｔｎｖｎｙｅｃａｇｎｅｄｎｓａｎｅｇｂｒｎｅｓｒ．ｎｉｅｉｇｔａｎｍａｙｃｓｓｎｅｅｔｉｂｔｐｔａｌｎｅｏａｌｏｒｌｔｄｈｓｐｐｒｐｏｏｅｉｔｉｕｅｎａｅ，ａｖｎｓｏｈｓａｉｌａｄｔｍｐｒｌｃｒｅａｅ，ｔｉａｅｒｐｓｓａｄｓｒｂｔｄｙｙａｄｌｃｌｅｌｏｉｈｆｒｆｕｔｔｌｒｎｖｎｅｉｎｄｔｃｉｎｎｏａｉｄａｇｒｔｍｏａｌ－ｏｅａｔｅｅｔｒｇｏｅｅｔ．Ａｉｉｇａｅｕｉｇｔｅｎｔｒｚｏｍｎｔｒｄｃｎｈｅｗｏｋｔａｆ，ｔｉａｇｒｔｍｅｅｍｉｅａｌｙｓｎｏｙｕｉｇｓａｉｔａｙｏｈｓｓｔｓｏｔｈｎｒｆｉｃｈｓｌｏｉｈｄｔｒｎｓａｆｕｔｅｓｒｂｓｎｔｔｓｉｌｐｔｅｉｅｔｆｒｍａｃｉｇｃｈ

无线传感器网络中的容错处理与故障恢复技术

无线传感器网络中的容错处理与故障恢复技术无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。

这些传感器节点能够感知和采集周围环境的信息，并将其传输给网络中的其他节点。

然而，由于环境的复杂性和传感器节点的限制，WSN常常会面临各种故障和异常情况。

因此，容错处理与故障恢复技术在WSN中显得尤为重要。

容错处理是指在系统发生故障或异常情况时，通过采取一系列措施来保证系统的可靠性和稳定性。

在WSN中，容错处理技术可以分为硬件容错和软件容错两个方面。

硬件容错主要包括传感器节点的备份、冗余和错误检测与纠正等措施。

传感器节点的备份是指在系统中添加额外的节点，当某个节点发生故障时，备份节点可以立即接管其任务，从而保证系统的连续性和可用性。

冗余是指在系统中使用多个节点来采集同样的信息，通过比较这些信息的一致性来判断是否发生故障。

错误检测与纠正是通过添加冗余信息和校验位等方式，来检测和纠正传感器节点中的错误。

软件容错主要包括错误检测与恢复、自适应和自愈等技术。

错误检测与恢复是通过监测和分析传感器节点的运行状态和数据传输过程中的错误，及时发现和恢复故障，从而保证系统的可靠性。

自适应是指传感器节点能够根据环境的变化和节点的状态，自动调整自身的参数和行为，以适应不同的工作条件。

自愈是指传感器节点能够自动修复故障，恢复到正常工作状态。

故障恢复技术是指在系统发生故障后，通过一系列措施来恢复系统的功能和性能。

在WSN中，故障恢复技术可以分为局部恢复和全局恢复两个层面。

局部恢复是指在系统中的某个节点发生故障后，通过重新配置和重组其他节点的任务和功能，来弥补故障节点的缺失。

例如，当一个节点失效时，可以将其周围的节点重新组织为一个新的子网络，以保证数据的传输和处理不受影响。

全局恢复是指在整个系统发生故障或异常情况后，通过重新组织和调整系统的结构和功能，来恢复系统的正常运行。

无线传感器网络容错问题探讨

化方向发展，并将会带来一场信息革命。 1. 2. 1 无线传感器网络的发展无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络。可以预计，它的发展和广泛应用将对
间。在特殊环境下，容错问题更为突出，因为在传感器容易被破坏的时候，获取数据的能力的可靠性得不到保证，造成的损失将难以预
测。
人们的社会生活和产业变革带来极大的影响
1 无线传感器网络技术
1. 1 无线传感器网定义和络的特点
1. 1. 1 无限传感器网络的定义无线传感网络是由一组传感器节点以自组织的方式构成的有线或无线网络，的是其目协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。如图 1 所示，我们何以从硬件和软件两个层次上来看。从硬件上看，无线传感网络节点主要由数据采集单元、数据处理单元、无线数据收发单元以及小型电池单元组成。通常尺寸很小，具有低成本、低功耗、多功能等特点。从软件上看，它借助于节点中内置传感器有效探测所处区域的温度、湿度、光强度、压力等环境参数以及待测对象的电压、电流等物理参数，井通过无线网络将探测信息传送到数据汇聚中心进行处理、分析和转发。从图 1 可以看出无线传感网络采用点对点或点对多点的无线连接， { 大大减少了电缆成本，在传感器节点端即合并了模拟信号/ 数字信号转换、数字信号处理和网络通信功能，节点具有自功能，检系统性能与可靠性明提显
! 丁技术
无线传感器网络容错问题探讨
李欣蔚’蒋莲艳2 莫岚3
(1.桂子林电科技大学机系广西桂林 541O ;桂林医计算 4 0 学院广西桂林 5引。4 。 2. 桂林林业学校广西桂林 541004 ;3. 桂林医学院广西桂林 541004)

无线传感器网络中的节点故障恢复与替换方法

无线传感器网络中的节点故障恢复与替换方法无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点可以感知、采集和传输环境中的各种信息，如温度、湿度、光照等。

然而，由于节点在不断运行的过程中可能会遭遇各种故障，如能量耗尽、通信中断等，因此节点故障恢复与替换方法成为WSN中的一个重要问题。

一种常见的节点故障恢复方法是通过节点自身的能量管理机制来延长其寿命。

节点在运行过程中消耗能量，当能量接近耗尽时，节点将无法正常工作。

为了解决这个问题，研究人员提出了一些能量管理策略。

例如，可以通过调整节点的工作模式，降低功耗，延长节点的寿命。

另外，还可以通过优化节点的能量分配策略，将能量合理分配给不同的任务，以避免某些节点能量过早耗尽。

除了能量管理，节点故障恢复还可以通过节点间的协作来实现。

在WSN中，节点通常以多跳方式进行通信，即通过中间节点进行数据传输。

当某个节点发生故障时，可以通过其他节点的协作来完成该节点的任务。

例如，当一个节点无法继续工作时，可以将其任务转移到其他邻近节点上，以保证整个网络的正常运行。

这种节点间的协作可以通过路由协议来实现，通过动态调整数据传输路径，将故障节点排除在外。

当节点发生不可逆的故障时，需要进行节点的替换。

节点替换是WSN中的一个关键问题，因为节点的替换可能会引入新的问题，如网络拓扑的改变、数据传输的中断等。

为了解决这个问题，研究人员提出了一些节点替换方法。

例如，可以通过预留节点来应对故障节点的替换。

预留节点是一些事先部署在网络中的备用节点，当某个节点发生故障时，可以将备用节点替换进来，从而快速恢复网络的正常运行。

另外，还可以通过节点自愈机制来实现故障节点的替换。

节点自愈机制是指节点能够自动检测故障，并进行自我修复的能力。

当一个节点发生故障时，可以通过自愈机制将其替换为一个新的节点。

除了节点故障恢复与替换方法，还有一些其他的技术可以提高WSN的可靠性。

基于位置的容错安全机制

基于位置的无线传感器网络容错安全机制摘要—节点妥协是对部署在无人值守和充满敌意环境中的无线传感器的严重威胁。

减轻妥协节点的影响，我们提出了一套基于位置的妥协宽容的安全机制。

基于一个新的加密的概念称之为配对，我们提出了基于位置的密钥的概念（LBKs）通过对单个节点身份和地理位置私钥的绑定。

我们提出了一个基于位置密钥邻域的认证方案去定位恶意节点对其附近的影响。

我们也提出有效的方法，在任何的两个网络节点之间建立一个共享密钥。

与以前的密钥建立解决方案相比，我们的方法特点近乎完美对快速恢复节点妥协，低通信和计算开销，低内存需求，和高网络的可扩展性。

此外，我们证明LBKs有效抵御几个臭名昭著的对传感器网络的攻击，如Sybil攻击，认同复制攻击、虫洞和天坑攻击。

最后，我们提出了基于位置的阈值认可方案，叫作LTE，它能阻止低劣的的虚假数据注入攻击，在对手注入很多的虚假数据进入网络时。

通过详细的性能评估验证，LTE能实现显著的节能效用。

索引词：妥协宽容，位置，配对，安全性，无线传感器网络。

一引言最近由于无线传感器网络（WSNs）在军事和民用服务广泛的应用，已经吸引人们很多的关注。

许多无线传感器网络部署在无人值守和敌对的环境中，如军事和国土安全防卫等方面。

因此，安全机制需提供机密性、身份认证、数据完整性和不可否认性，安全性，以及其他安全性目的，要保证网络的正常运转至关重要。

未来的无线传感器网络将由数百甚至数千个传感器节点组成。

这使得它是不切实际监视和保护每个单独的节点免受物理或逻辑攻击。

这也是不现实和不经济的装入每个节点的防篡改硬件。

因此，每个节点代表一个潜在的妥协点。

一旦损害某些节点，并获得其密钥材料，敌人就可以发动多样的内部攻击。

例如，他们可能欺骗、改变、或重放路由信息中断网络路由。

他们还可能发起的Sybil攻击，在一个节点到其他节点提供了多重身份，或身份复制攻击，其中一个妥协节点克隆放入多个网络的地址。

此外，入侵者可能会向网络中注入虚假数据，以消耗稀缺的网络资源。

无线传感器网络中的数据备份与容错机制

无线传感器网络中的数据备份与容错机制无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布在特定区域内的无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点能够感知环境中的各种信息，并将其传输给基站或其他节点进行处理和分析。

在WSN中，数据备份与容错机制是确保网络正常运行和数据完整性的重要组成部分。

一、数据备份机制数据备份是指将数据存储在多个节点上，以防止单个节点发生故障时数据丢失。

在WSN中，由于节点分布广泛且易受环境影响，节点故障是不可避免的。

因此，数据备份机制对于保证数据的可靠性和完整性至关重要。

1. 数据冗余备份数据冗余备份是一种常见的数据备份机制。

它通过将相同的数据存储在多个节点上，以增加数据的可靠性。

当某个节点发生故障时，其他节点可以提供备份数据，保证数据的连续性。

此外，数据冗余备份还可以提高数据的可用性，当某个节点离线时，其他节点仍可以提供数据服务。

2. 路由备份路由备份是一种将数据备份到多个路径上的机制。

在WSN中，节点之间的通信往往通过多跳传输实现，因此，选择多个路径进行数据传输可以增加数据的可靠性。

当某个路径发生故障时，备用路径可以继续传输数据，保证数据的完整性和可靠性。

3. 分布式备份分布式备份是一种将数据备份到多个节点上的机制。

在WSN中，节点之间的通信是无线的，节点之间的位置分布不均匀，因此，将数据备份到多个节点上可以减少单个节点故障对数据的影响。

同时，分布式备份还可以提高数据的读取速度，通过并行读取多个节点上的数据，提高数据的访问效率。

二、容错机制容错机制是指在节点发生故障或遭受攻击时，保证网络正常运行和数据完整性的一系列技术手段。

在WSN中，由于节点易受环境影响和网络攻击，容错机制对于保证网络的可靠性和安全性至关重要。

1. 容错编码容错编码是一种通过添加冗余信息来检测和纠正数据错误的技术。

在WSN中，由于节点传输的数据容易受到干扰和噪声的影响，容错编码可以通过添加冗余信息来检测和纠正数据错误，保证数据的完整性和准确性。

如何解决无线传感器网络中的信号丢失问题

如何解决无线传感器网络中的信号丢失问题无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由大量分布在广阔区域内的无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点可以感知环境中的各种信息，并将其通过无线通信传输给基站或其他节点。

然而，由于无线信号传输的特性，WSN中常常会出现信号丢失的问题，这严重影响了网络的可靠性和性能。

本文将讨论如何解决无线传感器网络中的信号丢失问题。

首先，为了解决信号丢失问题，我们需要优化无线传输的信号质量。

信号质量的好坏直接影响着网络的可靠性和性能。

因此，我们可以采取以下措施来提高信号质量。

1. 节点布局优化：合理的节点布局可以减少信号传输路径上的障碍物，降低信号传输的衰减和干扰。

在布局节点时，应尽量避免障碍物，如建筑物、树木等，并合理安排节点间的距离，以保证信号传输的稳定性。

2. 功率控制：通过合理调整节点的发射功率，可以使信号传输更加稳定。

当节点之间的距离较近时，可以适当降低发射功率，以减少信号干扰；而当节点之间的距离较远时，可以适当增加发射功率，以保证信号的传输距离。

3. 天线设计：优化天线设计也是提高信号质量的重要手段。

合理选择天线类型、天线增益和天线方向性，可以增强信号的接收和发送能力，减少信号丢失的可能性。

其次，为了解决信号丢失问题，我们还可以采用数据冗余和容错机制。

数据冗余是指在网络中多次传输相同的数据，以增加数据传输的可靠性。

容错机制是指在数据传输过程中，对可能出现的错误进行检测和纠正。

1. 数据冗余：通过多次传输相同的数据，可以提高数据传输的成功率。

例如，可以设置多个相同的传输路径，当其中一个路径出现信号丢失时，可以通过其他路径进行数据传输。

2. 错误检测和纠正：在数据传输过程中，可以采用差错检测和纠正技术，如循环冗余校验（CRC）等。

这些技术可以检测并纠正传输过程中可能出现的错误，从而提高数据传输的可靠性。

最后，为了解决信号丢失问题，我们还可以采用路由优化和网络协议改进。

传感器电路中的容错设计与故障保护技术

传感器电路中的容错设计与故障保护技术传感器是现代电子系统中不可或缺的组件，广泛应用于工业控制、医疗设备、汽车领域、智能家居等众多领域。

然而，在传感器电路中，由于环境因素、制造过程、长期使用等原因，可能会发生各种故障，如短路、断路、过压等，这对电路的正常工作造成了严重影响。

因此，传感器电路中的容错设计和故障保护技术显得尤为重要。

容错设计是指在传感器电路中采取一系列措施，使电路具备一定的容错能力，即在部分故障发生时仍能保持较好的工作状态。

容错设计的目的是提高系统的可靠性、稳定性和安全性。

首先，传感器电路中的容错设计可以通过使用冗余元件来实现。

冗余元件是在电路中添加额外的元件，以备份正常工作元件。

当主要元件发生故障时，可以通过自动切换或手动切换将冗余元件切换到工作状态，实现无缝切换，保证系统的连续工作。

这种容错设计可以显著提高系统的可用性。

其次，传感器电路中的容错设计还可以通过使用冗余信号进行容错。

冗余信号是在电路中添加额外的信号，用于检测和纠正传感器电路中的错误。

例如，可以在传感器输出信号中添加冗余数据，并使用校验算法对数据进行校验。

当检测到错误时，可以通过纠错算法自动修正错误，保证输出信号的准确性。

此外，传感器电路中的容错设计还可以采用错误检测和自动切断的策略。

通过在电路中添加错误检测电路，可以监测传感器电路中的故障和错误，当检测到故障时，可以自动切断电路，避免故障扩散，保护整个系统的稳定工作。

这种容错设计可以有效提高系统的安全性和可靠性。

除了容错设计，故障保护技术也是传感器电路中十分重要的一部分。

故障保护技术是指通过合理的设计和控制策略，防止故障发生或降低故障对系统的影响。

首先，故障保护技术可以通过使用保护元件来实现。

保护元件是在电路中添加的用于保护电路免受电压过高、过流或过载等因素影响的元件。

当电路中出现异常情况时，保护元件可以自动切断电路，防止大范围的故障发生，保护整个系统的正常工作。

其次，故障保护技术还可以通过使用电路隔离器来实现。

无线传感器网络如何应对基站故障

无线传感器网络如何应对基站故障无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点可以感知、采集和传输环境中的信息，从而实现对环境的监测和控制。

然而，由于基站作为WSN的核心组成部分之一，一旦基站发生故障，将会对整个网络的正常运行产生严重影响。

那么，无线传感器网络如何应对基站故障呢？一、分布式控制算法分布式控制算法是一种能够使网络中的节点自主决策和调整的算法。

在网络中，每个节点都具备一定的处理能力和存储能力，可以通过相互之间的通信和协作来完成一些任务。

当基站发生故障时，分布式控制算法可以使网络中的节点自动选择一个新的基站，并通过节点之间的协作来实现数据的传输和处理。

这种算法能够保证网络的稳定性和可靠性，并且能够快速适应基站故障的情况。

二、容错机制容错机制是一种能够使网络在基站故障的情况下继续正常运行的机制。

在无线传感器网络中，可以通过增加冗余节点来实现容错。

当基站发生故障时，冗余节点可以自动接管基站的功能，继续接收和处理其他节点传输过来的数据。

此外，还可以采用数据备份和数据恢复的方式来保证数据的可靠性。

当基站发生故障时，可以从备份数据中恢复出原始数据，以确保网络的正常运行。

三、自组织网络自组织网络是一种能够在无中心控制的情况下自动组织和管理网络的机制。

在无线传感器网络中，可以通过自组织网络来应对基站故障。

当基站发生故障时，网络中的节点可以自动组织成一个新的网络结构，通过节点之间的直接通信来实现数据的传输和处理。

这种机制能够保证网络的可靠性和稳定性，并且能够快速适应基站故障的情况。

四、能量管理能量管理是一种能够有效利用节点能量资源的机制。

在无线传感器网络中，能量是节点运行和通信的重要资源。

当基站发生故障时，节点可以通过能量管理来减少能量的消耗，延长网络的寿命。

例如，可以通过调整节点的工作模式和通信范围来降低能量消耗，或者通过能量回收和能量转移的方式来补充能量。

基于节点贡献的无线传感网络事件区域检测容错算法

其中,5为决策阈值，如果X -忙丨W5,则节点i
为事件节点，否则为故障节点,此时将其可靠度耳降
低0.1,8的取值根据应用不同而决定. 算法1.基于节点贡献的事件区域检测容错算
法(Event regional fault-tolerant detection algorithm
based on node contribution, EFD-NC ): Stepl:根据节点储存的时间窗数据，结合公式
针对传感器应用过程中由于连接故障、精度下降、数据偏差、信号漂移、检测噪声等引起的检测误差，利用时空关联方法囲对多属性异常数据进行噪声数据的过滤，保证传送兴趣信息的准确性•文献［13,14］提出了一种节点间分布式邻域协作的思想，由一个节点根据其时空邻域的决策做出检测决策,再到局部非通信决策的方法•贺诗波等少］提出的信任管理机制，利用节点间的时间和空间相关性,以获得更准确和更可靠的事件检测性能.Peng N 等少］将传感器网络划分为故障邻域、事件和故障混合邻域、事件边界邻域和其他异常检测区域进行容错•基于网络拓扑的节点感知信任度模型”］一文提
(叫+吟)/2・
rl x\ ^Rtli
M=\
.
(4)
［0 otherwise
在式(4)中，当M = 1时,表示该节点检测到事
件或出现故障;相反则M二0.
第2期
田五六，等：基于节点贡献的无线传感网络事件区域检测容错算法
71
3.2节点故障判断函数
通过节点可靠度的定义,根据节点可靠度公式
(2)与节点测量值的乘积的平均值综合判断节点是否发生了故障，假设尊表示传感器节点迓的邻节点亏
的测量值，各个节点均有一个可靠度g,与之对应.

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Ａｆａｕｌｔ－ｔｏｌｅｒａｎｔｓｃｈｅｍｅｆｏｒｅｖｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｖｉｒｔＵａｌｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ
ＳｕｎＺｈｉｙａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，
之间的空间相关性．融合邻域值与邻域中值之间的差值来判断节点状态仿真实验结果表明．即使是在节点故障概率比较高的情况下，该算法依然具有优越的容错性能。
测效率的前提为了实现多应用目标传感器网络中较高的节点故障识别率，在基于簇状树的虚拟传
感网架构上．提出一种基于节点邻域中值的事件监测容错算法。该算法充分利用了无线传感网节点
ａｎｄｉｕｄｇｅｓｔｈｅｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｎｏｄｅｂｙｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｏｆｎｏｄｅｓｄａｔａａｎｄｔｈｅｉｒｍｅｄｉａｎ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ
ＮｅｔｗｏｒｋａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
一
种虚拟传感器网络中事件监测的容错机制
孙％彦（南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京２１０００３）
摘要：事件监测是无线传感器网络中的重要应用之一，而准确检测出故障节点是提高事件监
关键词：容错：虚拟传感器网络；事件监测
中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４ — ７７２０（２０１５）１９ — ００６７ — ０４
引用格式：孙智彦．一种虚拟传感器网络中事件监测的容错机制『Ｊ］．微型机与应用，２０１５，３４（１９）：６７ — ７０．
ｔｈｅａｌｇｏｉｒｔｈｍｈａｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｅｖｅｎｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｈｉｇｈｆａｕｌｔｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｉｅｓ．ＫｅｙＷＯｒｄｓ：ｆａｕｈ — ｔｏｌｅｒａｎｔ；ｖｉｒｔｕａｌｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｅｖｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
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ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：１１１ｅｅｖｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｗｈｉｌｅｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆ