無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)異常檢測和數(shù)據(jù)質量問題研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由具備感測、數(shù)據(jù)處理、存儲和通信等功能的微型節(jié)點通過自組織方式形成的網(wǎng)絡。近年來，無論是在學術界、工業(yè)界或政府機構，無線傳感器網(wǎng)絡都受到了高度重視，在軍事國防、自然災害監(jiān)控、數(shù)字醫(yī)療、建筑物監(jiān)測和住宅監(jiān)控等領域被廣泛應用。
　　隨著無線傳感器網(wǎng)絡被越來越多的部署到實際環(huán)境中，其以數(shù)據(jù)為中心的特點就日益凸顯。無線傳感器網(wǎng)絡需要從部署環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)有價值的信息，這是其應用能否成功的關鍵。因此需要重點關注和解決

2、兩方面問題：一是怎樣設計有效的異常檢測機制，用來從數(shù)據(jù)中尋找各類異常信息或發(fā)現(xiàn)各種異常狀況。二是怎樣設計數(shù)據(jù)質量的評價體系和評價指標，以便能從數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭即傳感裝置開始，持續(xù)的關注和跟蹤數(shù)據(jù)質量。在解決這兩方面問題時，需要同時考慮無線傳感器網(wǎng)絡的各種設計約束，特別是能量限制。
　　基于上述背景，論文圍繞無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)異常檢測和數(shù)據(jù)質量問題進行了比較深入的研究，主要研究內容如下：
　　(1)提出了一種基于鄰居節(jié)點間感

3、測數(shù)據(jù)序列相似性度量和非故障節(jié)點狀態(tài)信息擴散的傳感節(jié)點數(shù)據(jù)故障檢測方案。該方案充分利用了無線傳感器網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的時空相關特性，對幾種典型的感測模塊數(shù)據(jù)故障有較好的檢測性能。依據(jù)仿真實驗結果，對組合使用多種檢測算法改進檢測性能進行了探討。
　　(2)提出了一種基于線性模式的非特定事件檢測方案。該方案結合了基于閾值和基于模式這兩類事件檢測機制的優(yōu)點，特別針對低成本、低計算能力和單位時間內能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點進行了優(yōu)化設計。仿真實

4、驗表明，相對于基于閾值的檢測方案，該事件檢測方案在持續(xù)變化的環(huán)境中有較好的檢測性能。
　　(3)研究了無線傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)質量問題。在綜合數(shù)據(jù)質量和無線傳感器網(wǎng)絡兩個研究社區(qū)成果的基礎上，分析了無線傳感器網(wǎng)絡的質量需求，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)質量和服務質量的關系，定義了一組無線傳感器網(wǎng)絡中應該關注的數(shù)據(jù)質量維度。作為研究案例，分別對數(shù)據(jù)質量的正確性維度和及時性維度對無線傳感器網(wǎng)絡應用的影響進行了研究。在數(shù)據(jù)質量的正確性維度研