無線傳感器網絡目標跟蹤協議的研究.pdf

1、無線傳感器網絡(WirelessSensorNetwork,WSN)是一種新興的網絡，它具有自組織性、動態(tài)性組網、高容錯性等優(yōu)點，應用領域極為廣泛。在WSN的眾多應用中，移動目標跟蹤是一個非常重要的應用，對目標跟蹤技術的研究也成為當前WSN研究的熱點之一。
　　動態(tài)跟蹤組是WSN目標跟蹤應用中的較為常用的跟蹤方式，但該方式下簇頭的能耗較大，而且簇頭失效易導致目標丟失。針對以上問題，本文對動態(tài)簇結構進行了改進，在動態(tài)簇中設計了一種新

2、的節(jié)點狀態(tài)：輔助節(jié)點。輔助節(jié)點負載了傳統(tǒng)簇頭的主要計算任務，使得簇頭負載減輕，簇內負載更加均衡。在此基礎上，本文提出一種雙節(jié)點協作目標跟蹤協議TNCT，該協議對改進的動態(tài)簇結構的構建過程進行了詳細的描述，對簇頭和輔助節(jié)點的選擇提供了具體的規(guī)則，對簇頭和輔助節(jié)點的職責進行了重新定義，通過簇頭和輔助節(jié)點實現雙節(jié)點協作目標跟蹤算法。為提高跟蹤精度，輔助節(jié)點采用擴展卡爾曼濾波（ExtendedKalmanFilter,EKF）算法對目標運動軌跡

3、進行估計和預測。
　　針對目標變速問題，本文給出一種采樣周期自適應算法，即動態(tài)跟蹤組依據目標當前運動速度，并結合目標變速幅度動態(tài)地調整跟蹤組的采樣周期。在目標加速時縮短采樣周期從而降低目標丟失概率；在目標減速或靜止時延長采樣周期從而降低網絡能耗，增強了跟蹤算法的自適應性和能效性。為了進一步地降低跟蹤組中簇頭或輔助節(jié)點失效所造成的影響，本文設計了一種輕量級跟蹤組容錯機制，該機制通過對簇頭和輔助節(jié)點進行容錯處理，實現簇頭失效時的快速移