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无线多跳网络由于其自行组网、可移动和不依赖于基础设施等特点，目前有着广泛的应用。但无线多跳网络在应用中仍存在局限性，主要包括节点资源受限、应用环境复杂和拓扑结构不确定。上述局限性使网络中的节点容易发生故障从而导致网络可靠性降低。故障诊断协议可以及时发现并定位故障节点，为后续故障隔离和故障恢复提供支持，保证网络的正常运行。现有无线多跳网络中的故障诊断协议研究，存在研究对象过于一般化、概念化的问题，诊断协议难以适应领域需求及需求变更。因此，本文提出面向领域的故障诊断协议设计方法，并以大型离散制造业车间应用为对象展开研究。论文主要工作如下：1.提出了由领域建模、诊断协议设计和实验验证组成的面向领域的故障诊断协议设计架构DPArch。根据影响诊断协议的移动模型受限程度对模型进行分类，包括静态模型、随机动态模型和受限动态模型。分类结果被作为协议设计的依据。2.针对静态模型，提出了基于测试的，以概率故障模型为基础的主动式系统级诊断协议DPSM。诊断过程被限定于单个节点及其邻居节点内部，降低了通信开销。给出了协议局部和全局性能的理论分析。实验结果表明，在故障节点概率接近50%时，DPSM能够识别出97%以上的节点状态。3.基于DPSM提出了针对随机动态模型的诊断协议DPRDM。通过改进节点状态判定策略与诊断信息传播策略提高了协议在移动环境中的准确率和一致性。给出了协议在传统故障模型下的正确性证明。实验结果表明，当连通度高于0.7，故障节点概率为50%时，节点识别概率大于90%。4.基于DPRDM提出了针对受限动态模型的诊断协议DPCDM。利用受限动态模型的特点，协议通过动态调节节点功率来提高网络连通度，进而改进协议性能。给出了计算优化功率配置的遗传算法。实验结果表明，相对于平均功率配置方案，连通度平均提高了15.7%，节点识别概率平均提高了11.2%。5.设计并实现了基于DPArch的故障诊断协议设计与分析工具WPDA，用于对诊断协议进行设计、模拟仿真、数据分析及参数调优。在WPDA中，以协议指标体系为基础的相关比较证明了DPArch及其协议的优势。