一种基于苯环结构的WSNs故障检测算法.pdf

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1、2012年第31卷第儿期传感器与微系统(TransducerandMierosystemTechnologies)125一种基于苯环结构的WSNs故障检测算法马甲林，邵清(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)摘要：节点故障是无线传感器网络(WSNs)研究中的一个重要问题。由于WSNs规模大，节点能量受限，加之传感器制作工艺等方面的原因，使得节点发生故障的概率较高。针对WSNs中的节点故障问题，提出一种基于苯环结构的节点故障检测算法。该算法利用苯环结构的对称性，减少邻居节点的数目从而达到降低故障检测能耗的

2、目的，同时延长了网络的生存周期。采用OMNeT++建立仿真环境，对算法性能进行测试。测试结果表明：该算法较其他算法具有较低的能量消耗和较高的网络连通性及可扩展性。关键词：无线传感器网络；苯环结构；故障检测中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)11-0125-03AfaultdetectionalgorithmforWSNsbased0n一benzeneri一ngstructure而‘MAJia—lin，SHAOQing(SchoolofOptical-ElectricalandComp

3、uterEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Nodefaultisthemajorissue，inwirelesssensornetworks(WSNs)research．Duetolarge—scaleofWSNsandlimitednodeenergy，inadditiontosensormanufacturetechniques，nodemaytakesahighrateoffail

4、ures．AimingatnodefaultinWSNs，anodefaultdetectionalgorithmbasedonstructureofbenzeneringisproposed．Thealgorithmtakesadvantageofthesymmetryofthestructureofbenzenering，reducingnumbersofthe“neighbors”nodesSOastoachievegoalofreducingenergyconsumptionoffaultdetection．Ita

5、lsoextendsthenetworklifetime．ThealgorithmistestedbyOMNeT++insimulationenvironment．Testresultshowsthatthealgorithmcostslowerenergyconsumptionandhighernetworkconnectivityandscalabilitycomparedwithotheralgorithms．Keywords：wirelesssensornetworks(WSNs)；benzeneringstruc

6、ture；faultdetection0引言消耗仍显过多。文献[3]研究对簇首节点的故障检测，针由于无线传感器网络(WSNs)规模大，节点能量受限，对分簇结构中簇首节点易成为网络瓶颈的问题，增设一个以及传感器制作工艺等原因，节点发生故障的概率较高，一管理节点，当故障发生时通过检测算法选择出距离最近能旦发生故障，将对传感器采集的数据产生影响，从而降低网量剩余最高的节点作为新的簇首节点。文献[4]对网络节络的服务质量，因此，如何快速准确地检测出节点故障，提点的随机部署、规则部署和计划部署做了比较，分析了规则高网络的可靠性是WS

7、Ns研究中的一个重要问题。部署和随机部署的特点。文献[5]对几种基于网格的分簇学术界针对WSNs的节点故障检测研究尽管时间短，算法作了比较，通过实验得出算法在网络生存时间上较低但发展很快，并已经取得了一些研究成果。文献[1]提出功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)有更好的表现。文了一种不依赖汇聚(Sink)节点的检测机制，针对汇聚节点献[6]指出网络拓扑的连通性与容错性是不同的，讨论了可能造成的单点故障和其他节点需要多跳传输到汇聚节点网络拓扑容忍节点失效的问题，但是研究处理的故障类型造成的延时的问题，节点之问基于拜占庭一

8、致性问题达成较为单一，只讨论了硬件故障，可扩展性不高，使得网络连共识，减少了对汇聚节点的依赖。文献[2]提出了一种邻居检测机制，但由于每个节点的邻居节点的数目固定，能量通度较差，从而降低了网络的通用功能。收稿日期：2012-09—10基金项目：国家自然科学基金资助项目(61170277)；上海市教委科研