無線傳感器網(wǎng)絡中多節(jié)點協(xié)作目標檢測和跟蹤研究.pdf

1、目標檢測是無線傳感器網(wǎng)絡最重要的應用之一,監(jiān)控區(qū)域中部署的大量傳感器節(jié)點對目標進行檢測。傳感器節(jié)點電池供電,一旦能量耗盡或者低于特定的閾值,將影響整個網(wǎng)絡的性能。這就要求在設計協(xié)議算法時,必須均衡網(wǎng)絡能量消耗,延長網(wǎng)絡的監(jiān)視時間。
　　對目前國內外針對無線傳感器網(wǎng)絡目標檢測與跟蹤協(xié)議算法等相關問題進行了比較,分析了各種協(xié)議算法對于不同目標檢測問題的優(yōu)劣。針對于無線傳感器網(wǎng)絡自身的特點,分別提出了基于能量有效的邊界節(jié)點選擇算法和多節(jié)

2、點協(xié)作目標檢測與跟蹤協(xié)議算法。本文主要工作包括以下兩個方面:
　　第一,提出了一種能量有效的分布式的邊界節(jié)點選擇算法。按照右手法則選擇邊界節(jié)點,對冗余的邊界節(jié)點進行篩選,保證邊界節(jié)點選擇的有效性。當目標進入監(jiān)測區(qū)域時,該算法能夠保證目標被有效的檢測,并且減少不必要的能量消耗。在目標檢測的過程中,邊界節(jié)點向周圍的節(jié)點發(fā)送消息,記錄目標進入時間和位置,并通過節(jié)點的應答機制對目標進行跟蹤。該算法在邊界節(jié)點數(shù)目、平均數(shù)據(jù)包、目標確定時間和

3、節(jié)點剩余能量方面與其他算法相比具有較好的性能。
　　第二,提出了多節(jié)點協(xié)作目標檢測與跟蹤算法,在該算法中將監(jiān)測區(qū)域劃分為若干個單元格,節(jié)點間通過休眠調度機制對目標進行檢測,保證一個單元各中有一個節(jié)點處于激活狀態(tài)。一旦簇頭發(fā)現(xiàn)目標將喚醒簇內節(jié)點,節(jié)點協(xié)作對目標進行定位和跟蹤。由于單元格中的節(jié)點隨機部署,監(jiān)測區(qū)域不可能被節(jié)點感知區(qū)域完全覆蓋,有可能出現(xiàn)盲區(qū),或者由于關鍵節(jié)點能量耗盡等原因導致目標丟失。一旦目標丟失將啟動目標搜索機制,直