基于時(shí)空序列分析的溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN故障診斷.pdf

1、可靠性是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)，尤其是對(duì)工作在高溫高濕環(huán)境中的溫室無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，確保其高可靠性更為重要。WSN傳感節(jié)點(diǎn)一般由電池供電并通過(guò)無(wú)線通訊方式收發(fā)數(shù)據(jù)，它存在能量有限和抗干擾能力弱等缺點(diǎn)，出現(xiàn)故障的可能性較高。故障診斷是保證溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN高可靠性的有效方法。溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN故障診斷必須滿足在故障診斷中盡可能減少通訊代價(jià)、能耗、故障診斷算法計(jì)算量和降低“虛警率”等要求，而目前對(duì)WSN故障診斷方法的

2、研究還主要集中于理論探索方面，尚不能很好滿足這些要求，研究實(shí)用性更好的溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN故障診斷方法是必要的。 根據(jù)溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN采集到各種環(huán)境信息變化緩慢的特點(diǎn)，這些信息構(gòu)成的時(shí)間序列和空間序列平穩(wěn)性較為明顯，而當(dāng)故障發(fā)生時(shí)溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN得到的數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生突變，使該序列在故障點(diǎn)上會(huì)變得不平穩(wěn)，由此對(duì)這兩個(gè)序列進(jìn)行分析可以確定溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN是否發(fā)生故障。而且由于時(shí)間序列分析方法具有建模方便、計(jì)算量小、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，滿

3、足溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN故障診斷的要求，因此本文從提高故障診斷方法實(shí)用性的角度出發(fā)，利用時(shí)間序列分析的基本理論，在理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出一種不需要增加通信代價(jià)和傳感節(jié)點(diǎn)能耗的有效的溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN故障診斷方法，將采集到的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，經(jīng)預(yù)處理后作為診斷樣本序列，當(dāng)時(shí)間序列故障診斷模型發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，再用空間序列故障診斷模型確定故障。 研究結(jié)果表明，一般情況下該方法可實(shí)時(shí)監(jiān)控溫室測(cè)控系統(tǒng)WSN節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)、有效地發(fā)現(xiàn)溫