无线传感器网络故障管理系统的研究与实现

近年来，物联网技术发展很炙热，越来越多的大学、科研机构甚至是企业都开始研究这方面的技术，并且研究的也越来越深入。而作为其感知层的无线传感器网络却在某种程度上制约着物联网的发展。因此，作为收集信息的无线传感器网络越来越受到人们的关注。由于无线传感器网络所处环境恶劣，节点一出现故障，处于远程控制的管理者就难以监控和及时诊断故障。如今关于无线传感器网络监控系统也从C/S模式慢慢转变为B/S模式，比如国内的Yeelink平台就是基于B/S模式的无线传感器管理服务平台。基于Web的应用平台，可以使人们不必固守在电脑或者是办公室里，在外出行时就可以随时随地的通过联网的计算机或者平板电脑，实时监控整个无线传感器网络。作者以无线传感器网络节点故障检测和诊断为切入点，设计并实现了无线传感器网络故障管理系统。 本文的选题基于国家自然科学基金项目“无线传感器网络中基于时间序列相关性的低能耗数据获取方法研究”，首先本文以物联网、无线传感器网络技术为背景引出了国内外现存的知名的无线传感网络管理平台，以及现在网络故障管理平台的发展趋势，以此总结了现存系统的功能特性和特点。其次作者对无线传感器网络故障进行了总结，并阐述了现在常用的故障检测方法，以及自定义了节点故障诊断方法。然后本文以总分的结构，总体阐述监控系统的框架结构，并具体说明系统的功能模块，尤其是对软硬件API接口的设计，提出了RS232接口通信协议，定义了上位机和硬件节点之间的AT指令集。通过API接口可以把传感器节点的路由信息全部读取并上传到数据库中。然后又采用B/S三层架构来实现整个系统的登录模块、各功能模块以及数据库的连接，并且使用C#语言实现了API接口，同时通过迭代遍历的方法读取数据库中节点的路由信息，以此实现了自动绘制网络拓扑图的算法。最后搭建感知层传感器硬件环境，并对整个监控系统进行测试，尤其是对节点故障的智能诊断进行了大量测试，最终对系统整体做出了客观的评价。在文章的最后作了汇总，以及对系统的未来发展方向进行了畅想。