無線傳感器網(wǎng)絡中能量高效的目標跟蹤協(xié)議研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡是由大量微型廉價的傳感器節(jié)點通過自組織快速形成的一個無線網(wǎng)絡，能夠對大范圍區(qū)域進行有效監(jiān)測，因此被廣泛應用于軍事戰(zhàn)場、環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、醫(yī)療診斷等各個領域。目標跟蹤是無線傳感器網(wǎng)絡中的一個基本應用，由于移動目標運動的不確定性，對移動目標進行高質量的定位跟蹤成為一個極具挑戰(zhàn)性的研究課題。 本論文提出了一種基于動態(tài)組的目標跟蹤協(xié)議。首先將傳感器節(jié)點狀態(tài)劃分為三個狀態(tài)：睡眠狀態(tài)、監(jiān)測狀態(tài)和跟蹤狀態(tài)，并設計了一個節(jié)點調度

2、機制，使得節(jié)點在無目標時能夠充分地保持睡眠狀態(tài)；目標出現(xiàn)后節(jié)點能夠及時被喚醒并參與目標的跟蹤、監(jiān)測目標并向領導節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。并為處于監(jiān)測狀態(tài)的節(jié)點設置了一個節(jié)點權值，通過節(jié)點權值決定節(jié)點是否參與目標的跟蹤。最后，提出了一個領導節(jié)點自適應發(fā)送數(shù)據(jù)報告方案，能夠根據(jù)目標的運動狀態(tài)動態(tài)地調整數(shù)據(jù)報告頻率。模擬分析表明該協(xié)議有效地提高了網(wǎng)絡中能量利用率。 本論文還提出了基于Delaunay三角剖分目標跟蹤協(xié)議。該協(xié)議通過將幾何位置上雜亂

3、分布的傳感器節(jié)點進行Delaunay三角剖分與Voronoi劃分，因此每個節(jié)點都具有Delaunay三角形的幾何特性。并將Delaunay三角剖分唯一性的特性與無線傳感器網(wǎng)絡的目標跟蹤應用相結合，使得在跟蹤過程中僅僅只有目標位置所在的Delaunay三角形的三個頂點參與目標的跟蹤，選擇目標位置所在的Voronoi多邊形對應的節(jié)點作為信標節(jié)點。該目標跟蹤協(xié)議減少了參與跟蹤的節(jié)點數(shù)目，有效地提高了網(wǎng)絡能量利用率。 作為目標跟蹤方案設