[发明专利]基于正交溯源的WSN异常节点发现方法及系统

权利要求书

1.基于正交溯源的WSN异常节点发现方法，其特征是，包括：数据溯源、传输拓扑发现和异常节点发现三个阶段；

所述数据溯源阶段：对基站收到的数据包进行追溯，还原出该数据包的实际传输路径，此阶段包含三部分内容：(1.1)：正交溯源配置：给无线传感器网络中所有传感器节点分配正交标识，以及确定溯源信息的载体协议；(1.2)：溯源信息标记：各传感器节点对数据包中的溯源数据字段内容进行叠加复用，当需要发送数据包时，将当前节点的正交标识写入数据包的溯源数据字段；当需要转发数据包时，读取该数据包的溯源数据字段和跳数字段，将所读取的字段内容与当前节点的正交标识进行叠加运算，并将运算结果写入数据包的溯源数据字段中；(1.3)传输路径重构：基站通过将数据包的溯源数据字段内容与所辖区域内各个传感器节点的正交标识分别进行规格化内积计算，得到参与当前数据包传输的传感器节点标识及其转发顺序，据此还原出数据包的实际传输路径；

所述传输拓扑发现阶段：按照(1.3)所述方法对接收的数据包进行溯源，获得数据包的实际传输路径，根据所得到的传输路径来拟合无线传感器网络的传输拓扑，并累计传输路径中节点出现的频次，所述频次即为WSN传输拓扑中节点的活跃性度量；

所述异常节点发现阶段：根据传输拓扑发现阶段所得到的传输拓扑的连通性发现离散节点，根据节点的活跃度发现闲置节点和过载节点，通过监测节点的活跃度变化情况发现失效节点。

2.如权利要求1所述的基于正交溯源的WSN异常节点发现方法，其特征是，

所述(1.1)：正交溯源配置，包括以下两个子步骤：

步骤(1.1.1)：分配正交标识；

无线传感器网络中的每一个传感器节点Node_r均分配有一个唯一且与其他传感器节点互为正交的正交标识V_r＝(v_r,1,v_r,2,…,v_r，n)，v_r，k＝1或-1，k＝1，2，…，n,n表示正交标识的维数；r＝1，2，…，R,R表示传感器节点的个数；Node_r表示第r个传感器节点；V_r表示第r个传感器节点的正交标识；v_r，n表示第r个传感器节点的正交标识的第n项；

步骤(1.1.2)：确定载体协议；

选取溯源信息的载体协议，根据载体协议的语法规则，在数据包的首部或数据包间隔位置设置溯源数据字段，用于携带溯源信息。

3.如权利要求2所述的基于正交溯源的WSN异常节点发现方法，其特征是，

所述步骤(1.1.1)：

所述互为正交是指任意两个传感器节点Node_p和Node_q的正交标识V_p＝(v_p，1,v_p,2，…，v_p，n)与V_q＝(v_q，1，v_q,2，…，v_q，n)相互正交，即：

无线传感器网络中每个基站都记录其所辖区域内各传感器节点的正交标识；

为减少正交标识的长度，根据无线传感器网络的规模设定仅在同一个基站的所辖区域内各传感器节点的正交标识具有唯一性，或对无线传感器网络进行分区，设定在一个区域内各传感器节点的正交标识具有唯一性；

所述步骤(1.1.2)中：

所述载体协议是指作用于传感器节点与基站之间，能够携带溯源信息的WSN数据通信协议。