
太阳能杀虫灯物联网(SIL-IoTs)是一种新型物理农业害虫防治装置,是一种新兴范式,将物联网技术延伸至太阳能杀虫灯(SIL)。SIL-IoT由具备趋光性功能的农业迁徙害虫预防和控制功能的SIL节点组成,可部署于广阔区域,确保害虫爆发区域定位,减少农药剂量并监测农业环境状况。SIL-IoTs在农业生产中被广泛应用,已有多项研究进行。然而,在大多数当前研究项目中,故障诊断并未被考虑,尽管SIL-IoTs故障对SIL-IoT的开发和应用有负面影响。基于这一背景,本研究旨在分析SIL-IoT故障诊断的特性和挑战,这自然引出了后续提出的大量未解研究问题。首先,介绍了SIL-IoT的概览和新水平,并分析了SIL-IoT故障诊断的重要性。其次,SIL节点的故障被列出并分类为不同类型的无线传感器网络(WSN)故障。此外,WSN的故障被分为基于行为的、基于时间的、基于组件的故障和基于区域的故障。讨论并总结了WSN中不同类型的故障诊断算法(如统计法、概率法、分层路由法、机器学习方法、拓扑控制法和移动汇法)。此外,WSN的故障诊断策略被分为基于行为的策略(即主动型和积极型)、基于监控的策略(即连续型、周期型、直接型和间接型)和基于设施的策略(即集中型、分布型和混合型)。基于上述算法和策略,引入了四种故障现象:1)异常背景数据,2)部分节点异常通信,3)整个SIL物联网异常通信,4)实际存在异常行为的正常性能,并分析了针对上述故障现象调整的故障诊断工具(如Sympathy、Clairvoyant、SNIF和Dustminer)。最后,强调了SIL-IoT故障诊断的四大挑战,即:1)SIL节点复杂的部署环境,导致异构WSN在能量收集不均条件下的故障诊断挑战,2)SIL节点任务冲突,因高压放电干扰,3)连续区域节点信号丢失, 导致区域链路故障,以及4)多次故障诊断情况。总之,故障诊断在确保SIL-IoT的可靠性、实时数据传输和杀虫效率方面发挥着关键作用。这项工作还可以扩展到各种类型的智能农业应用,并提供故障诊断参考。


