分布式WSN节点定位异常检测：基于分簇的方法

"无线传感器网络中基于分簇的节点定位异常检测* (2010年) - 张玉琴, 秦拯" 本文探讨了在无线传感器网络(WSN)中如何实现一种基于分簇结构的节点定位异常检测方法。无线传感器网络是由大量微型传感器节点组成的自组织网络，这些节点能够感知环境并进行数据通信。在WSN中，节点定位是关键任务之一，它对于网络的许多应用，如目标跟踪、环境监测和灾难响应，都至关重要。 传统上，节点定位可以通过各种算法实现，例如多跳定位、三角测量或RSSI（接收信号强度指示）定位。然而，这些方法可能会受到诸如传感器节点故障、恶意攻击或通信干扰等因素的影响，导致定位结果出现异常。本文提出的分布式检测方法旨在解决这些问题。 该方法首先建立WSN的分簇结构，通过将网络划分为多个簇，每个簇由一个簇头节点领导。簇头节点在分簇过程中扮演重要角色，负责收集和处理簇内节点的位置信息。这种方法的优点在于减少了节点间的通信量，因为数据只需要在簇内部交换，而不是在整个网络中广播，从而降低了网络的能耗和通信开销。 在每个簇中，簇头节点根据节点报告的位置和邻居表信息进行计算，以识别可能的定位异常。通过过滤和权值更新机制，簇头可以判断哪些节点的定位数据可能不准确或不可信。这种方法不需要预先知道网络的部署信息，也不需要额外的硬件设备，具有较高的实用性和可扩展性。 为了验证该方法的有效性，作者进行了理论分析和仿真模拟。理论分析部分可能涉及异常检测的数学模型和概率论，以证明方法的合理性。仿真模拟则可能通过模拟不同环境条件和异常情况，比较采用分簇定位异常检测与传统方法的结果，展示其在检测准确性、效率和鲁棒性方面的优势。 通过这些实验，作者得出结论，基于分簇的节点定位异常检测方法能够有效地检测并纠正WSN中的定位错误，提高了网络的整体性能和可靠性。这一成果对WSN的异常检测和网络安全领域具有重要意义，为实际应用提供了有价值的参考。 关键词: 无线传感器网络; 节点定位; 异常检测; 位置验证; 分簇 中图分类号: TP393 文献标志码: A 文章编号: 1001-3695(2010)03-1139-03 doi: 10.3969/j.issn.1001-3695.2010.03.092 这项研究是国家“973”项目子课题(2007CB310702)和湖南省科技资助项目(7007730)的一部分，由张玉琴和秦拯共同完成。他们分别专注于异常检测和网络安全、无线传感器网络的研究。