A Systematic Survey on Sensor Failure Detection and Fault-Tolerance in Ambient Assisted Living

Introduction

环境辅助生活(ambient assisted living, AAL)是智能家居(smart home)的一种。
AAL包括健康与行为检测(health and activity monitoring tools)、流浪预防(wandering prevention tools)和认知矫正(cognitive orthotics tools)

传感器分为:
侵入式(intrusive sensors):如摄像头、麦克风
非侵入式(non-intrusive sensors):如运动探测器、压力传感器

Background of Sensors Failures

传感器网络故障分类

分类一:
以数据为中心的观点,它是基于传感器读数的特性,例如卡住和尖峰。
以系统为中心的观点,它描述了导致传感器故障的故障,例如低电池和校准。
分类二:
容错分布式系统观点,基于故障传感器的行为,例如崩溃和遗漏。
持续时间观点,根据故障的持续时间,如永久和间歇性,对故障进行分类。
组件观点,例如功能和信息故障。
分类三(AAL中):
传感器不响应( f a i l − s t o p fail-stop failstop f a i l u r e failure failure
传感器错误响应( n o n − f a i l − s t o p non-fail-stop nonfailstop f a i l u r e failure failure

评估标准

T P 、 F P 、 F N 、 T N TP、FP、FN、TN TPFPFNTN
p r e c i s i o n = T P T P + F P precision=\frac{TP}{TP+FP} precision=TP+FPTP
r e c a l l = T P T P + F N recall=\frac{TP}{TP+FN} recall=TP+FNTP
a c c u r a c y = T P + T N T P + T N + F P + F N accuracy=\frac{TP+TN}{TP+TN+FP+FN} accuracy=TP+TN+FP+FNTP+TN
故障检测延迟
在这里插入图片描述

Datasets

数据无标签

Kasteren Datasets

三个公寓(A、B、C)分别按照14,23,21个传感器,数据无脚本
记录: start and end date/time of sensor activation、sensor ID、 start and end date/time of activity and activity label

CASAS Datasets

数据有些有脚本,有些无脚本
记录: data/time、sensor ID、sensor value/status
部分数据有行为开始和结束的标签

Placelab Datasets

三组数据(PLIA1,PLIA2,PLIA3)前两组有脚本,第三组无脚本

Tapia Datasets

两个研究对象,分别77个、84个传感器
数据无脚本
记录:activity label、start and end date/time of activity、sensor ID、start and end date/time of sensor activation

文献综述以及性能

correlation-based fault detection
model-based fault detection
fault-tolerant location tracking
fault-tolerant activity recognition
fault detection and diagnosis framework for AAL
(非我所取,先不整理)

Conclusion(目前研究的局限性)

1、数据采集途径的局限
2、数据的局限
3、实验方法的局限

Reference

论文链接

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