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(duì)其設(shè)備性能進(jìn)行維護(hù)。因此·針對(duì)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(duì)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(jià)值。

[關(guān)鍵詞]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷

中圖分類號(hào)：TN92文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(gè)網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)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(duì)某一節(jié)點(diǎn)的識(shí)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(shí)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(shí)還要將信息傳輸?shù)狡渌?jié)點(diǎn)，這個(gè)過程中任意環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)錯(cuò)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(duì)數(shù)據(jù)，更多的是對(duì)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(duì)整個(gè)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(huì)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(huì)被棄用，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)重新調(diào)整，相對(duì)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(jiǎn)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(dòng)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(huì)出現(xiàn)各種故障，這會(huì)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(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。通過故障診斷能及時(shí)、正確地對(duì)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(duì)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(zhǎng)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(cè)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(cuò)誤，在每一步測(cè)量中至少要收集到一定的數(shù)據(jù)·例如，如果有n個(gè)傳感器形成一個(gè)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(duì)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(shí)對(duì)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。