隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也在逐漸得到普及，但是由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源受限的特性，決定了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有其自身的缺點。下面我們就無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的缺點及缺點監(jiān)測的常見方法加以說明。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量低本錢且具有傳感、數(shù)據(jù)處置和無線通訊才干的傳感器節(jié)點經(jīng)過自組織方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。它獨立于基站或移動路由器等基礎(chǔ)通訊設(shè)備，經(jīng)過特定的分布式協(xié)議自組織起來構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。它能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對這些信息中止處置，使需求這些信息的用戶在任何時間、任何地點和任何環(huán)境條件下（特別是僅適宜無線通訊條件下）獲取大量詳實而可靠的信息。因此，這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以被普遍地應(yīng)用于國防軍事、國度安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災(zāi)等范疇。
隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍的進一步擴展，常常被部署在極端環(huán)境來搜集外部環(huán)境的數(shù)據(jù)。由于傳感器節(jié)點的電源、存儲和計算才干有限，并且應(yīng)用環(huán)境惡劣，使得傳感器節(jié)點比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點更易于失效。在這些情況下維持高質(zhì)量的效勞，并盡可能地降低能源消耗是很有應(yīng)戰(zhàn)性的，有效的缺點管理關(guān)于達成這些目的是有極大輔佐的。因此，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)缺點中止管理是非常重要的。
當網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)呈現(xiàn)缺點時，網(wǎng)絡(luò)缺點管理便成為管理員首要用到的工具。因此，缺點管理事實上是整個網(wǎng)絡(luò)管理的重中之重。
但遺憾的是，由于網(wǎng)絡(luò)缺點觸及到不同廠商，不同類型設(shè)備，觸及復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，觸及不同組織對缺點類型的不同定位規(guī)則。
從用戶的角度來說，希望在日常工作和生活中網(wǎng)絡(luò)運營暢通，信息傳輸不受任何網(wǎng)絡(luò)缺點干擾。而從網(wǎng)絡(luò)運轉(zhuǎn)和管理者角度來說，他們希望在網(wǎng)絡(luò)運營過程中，即使發(fā)作缺點，也能很快地得到缺點發(fā)作的緣由。這些方方面面的要素使得對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)缺點管理的研討在近年來展開比較緩慢。下面參照傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的缺點管理，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的缺點管理分為三個階段：缺點檢測、缺點診斷和缺點恢復(fù)來分別說明。
A、 缺點檢測
為了肯定缺點的存在，需求搜集與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。普通來說，網(wǎng)絡(luò)發(fā)作缺點后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將處于不正常的狀態(tài)。經(jīng)過獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，就可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中呈現(xiàn)的缺點。搜集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息有兩種方法：設(shè)備向管理系統(tǒng)報告關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)事情；由網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)定期地查詢網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)，即主動輪詢。
普通情況下，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將這兩種方法別離起來運用。當對網(wǎng)絡(luò)組成部件狀態(tài)中止檢測后，不嚴重的簡單缺點通常被記載在錯誤日志中，并不作特別處置。而嚴重一些的缺點則需求經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)管理器，即所謂的“告警”。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備普通都具有感知異常情況的才干，當設(shè)備發(fā)現(xiàn)自身或網(wǎng)絡(luò)中的嚴重不正?，F(xiàn)象時，它采用告警的方式報告給網(wǎng)管中心，因此，缺點檢測普通由網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備完成。
B、缺點診斷
缺點會在網(wǎng)絡(luò)中傳播，論文格式一切感知到缺點的網(wǎng)絡(luò)對象（包括物理對象和邏輯對象）都會發(fā)作告警，在一個大型網(wǎng)絡(luò)中，一個缺點可能會惹起大量的告警。缺點診斷就是對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)出的告警中止相關(guān)處置，從一大堆的告警中找到缺點發(fā)作的真正緣由，并找出缺點節(jié)點。在網(wǎng)絡(luò)缺點診斷中，一個理想的告警應(yīng)該包含有關(guān)缺點的五W 信息（Who、What、Where、When 和why）。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備關(guān)于自身以外的網(wǎng)絡(luò)情況只了解非常有限的學(xué)問，所以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)生的大部分網(wǎng)絡(luò)告警只回答了who、what 和when 三個問題，而缺點診斷要中止where 和why 的推理。另外，告警噪聲的存在進一步增加了缺點診斷的難度，這些告警噪聲包含：告警喪失、延遲、重復(fù)和虛假告警等。
C、 缺點恢復(fù)
缺點恢復(fù)的主要目的是根據(jù)識別的缺點緣由，自動或手動地對網(wǎng)絡(luò)中止控制操作，恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn)。
二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)缺點檢測常見方法按照缺點檢測的執(zhí)行主體所處位置的不同，可以將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)缺點檢測方法分為集中式方法和分布式方法。
A、集中式方法
集中式方法是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中較為常見的一種方法，普通來說是物理上或邏輯上處于中心位置的節(jié)點，擔(dān)任對網(wǎng)絡(luò)中止監(jiān)控，追蹤失敗節(jié)點或可疑節(jié)點。由于中心節(jié)點要擔(dān)任的事務(wù)較多，通常都讓該節(jié)點不受能量的限制，能夠執(zhí)行大范圍的缺點管理事務(wù)。集中式方法的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要采用周期輪詢的方式來對節(jié)點中止管理：中心節(jié)點通常采用周期性主動探測的方式發(fā)布一些探測包，來獲取節(jié)點的狀態(tài)信息，對獲得的信息中止分析，從而肯定節(jié)點能否失效。
采用集中式網(wǎng)絡(luò)管理，一切的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都由一個管理者中止管理。當信息流量不大的時分，集中式網(wǎng)絡(luò)管理簡單且有效，在失效節(jié)點定位方面具有高效和準確的優(yōu)點，所以它非常適用十小型的局域網(wǎng)絡(luò)。在集中式網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)下，管理者作為“客戶”要完成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)管理任務(wù)，同時還必需與多個作為“效勞器”的代理交流信息。這種結(jié)構(gòu)存在著較大的缺陷，主要表現(xiàn)為：
1） 一切的分析和計算任務(wù)都集中在中心節(jié)點站， 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)管理的瓶頸，中心節(jié)點負載過重。由于其他節(jié)點的信息搜集后都是發(fā)往中心節(jié)點，因此中心節(jié)點很可能變成一個特地用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)點以滿足缺點檢測和管理的需求。隨之而來的問題就是中心節(jié)點所在的區(qū)域會有大量的流量往來，招致該區(qū)域的節(jié)點能量消耗急劇增加，越是靠近中心節(jié)點的越是這樣，如圖1 中的A，B 節(jié)點。
2） 中心節(jié)點站一旦失效，整個網(wǎng)管系統(tǒng)就崩潰了，這樣招致整個系統(tǒng)的可靠性偏低。
3） 集中式結(jié)構(gòu)招致大量的原始數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，帶來了大量額外的通訊量，占用大量的通訊帶寬，并招致網(wǎng)管系統(tǒng)工作效率降低。
4） 用于監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)并搜集數(shù)據(jù)的代理是預(yù)先定義好且功用固定的，一旦要擴展新的功用時十分不便，這樣會構(gòu)成系統(tǒng)的可擴展性較差。
5） 遠端節(jié)點與管理中心之間的距離較遠，且傳感器網(wǎng)絡(luò)中采用多跳通訊，因此這兩者之間的信息交互時延過長。
B、分布式方法分布式方法支持局部決策的概念，能夠平滑地將缺點管理分散到網(wǎng)絡(luò)中去。目的是讓節(jié)點在與中心節(jié)點通訊前，能夠給出一定層次的決策。在這種思想下，傳感器節(jié)點能做的決策越多，越少的信息將被傳輸給中心節(jié)點，從而減少通訊量。其算法流程如右表1。分布式的方法通常分為以下幾種：
1） 節(jié)點自檢測方法。節(jié)點自檢測的方法依賴于節(jié)點自身所包含的功用中止缺點檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給管理節(jié)點。文獻[4]中引見了一種節(jié)點自檢測的方法，經(jīng)過軟件和硬件的接口檢測物理節(jié)點的失效。硬件接口包含了幾個靈活的電路用于檢測節(jié)點的方位和碰撞。軟件接口包含了幾個軟件部件，用于采樣傳感器節(jié)點的讀取行為。由于缺點的檢測由節(jié)點本身完成，這種方法的優(yōu)點是不需求部署額外的軟件或硬件節(jié)點用于缺點檢測。
2） 鄰居協(xié)作的方法。望文生義，鄰居協(xié)作的基本思想就是：在節(jié)點發(fā)出缺點告警之前，將節(jié)點獲得的缺點信息與鄰居（一跳通訊范圍內(nèi)）獲得的缺點信息中止比較，得到確認的情況下才將缺點信息發(fā)往管理節(jié)點。在大多數(shù)的情況下，中心節(jié)點并不知道網(wǎng)絡(luò)中的任何失效信息，除非那些曾經(jīng)用節(jié)點協(xié)作方式確認的缺點。這樣的設(shè)計減少了網(wǎng)絡(luò)的通訊信息，從而保管了節(jié)點的能量。
3） 基于分簇的方法?；诜执氐姆椒▽⒄麄€網(wǎng)絡(luò)分紅不同的簇，從而將缺點管理也分散到各自的區(qū)域內(nèi)完成。簇內(nèi)采用散播的方式來定位失敗節(jié)點，簇頭節(jié)點與一跳范圍內(nèi)的鄰居以某種規(guī)則交流信息。經(jīng)過分析搜集到的信息，根據(jù)預(yù)先定義的失敗檢測規(guī)則可以最終肯定失敗節(jié)點。接著，假設(shè)發(fā)現(xiàn)了一個缺點節(jié)點，該區(qū)域所在的節(jié)點將會把信息傳播給一切的簇。
三、 常見方法的比較。
從上可知，集中式方法與分布式方法都各有優(yōu)缺陷，針關(guān)于不同應(yīng)用類型的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該選取不同的方法。為了便當方法的選取，我們對上述方法個定性分析。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)本身能量有限的特性，以及缺點檢測的普通目的，我們選取能量消耗、通訊開支、缺點檢測率和虛警率這四個方面中止比較，結(jié)果如表1。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用曾經(jīng)是十分普遍的，而且，大家普通認為物聯(lián)網(wǎng)的最底部一層即為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)， 因此對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研討能很好地指導(dǎo)理論工作。本文對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)缺點檢測的方法進行了具體分析， 希望對指導(dǎo)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)缺點研討工作具有一定的指導(dǎo)意義。
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