無線傳感器網(wǎng)絡分布式目標跟蹤算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)集成了現(xiàn)代傳感器、無線通信、微電子、嵌入式計算、分布式信息處理等技術，是一種構建普適新環(huán)境以及實現(xiàn)普適控制的新興交叉學科，具有十分重要的科研價值和應用前景。無線傳感器網(wǎng)絡具有低功耗、低成本、隱蔽性和魯棒性好等特點，非常適用于目標跟蹤系統(tǒng)。目前，目標跟蹤技術已廣泛應用到國防安全、交通管理和反恐抗災等領域，研究低能耗、高可靠性的目標跟蹤算法具有重要的學術意義和實用價值。
　　 本文以分布式目標跟蹤技術為研究對

2、象，針對網(wǎng)絡通信不均衡、跟蹤質量不高和算法復雜度較高等問題，提出了改進方法。本文的主要研究成果如下：
　　 對分布式目標跟蹤技術和傳感器節(jié)點調度協(xié)議進行分析，針對現(xiàn)有睡眠調度協(xié)議不能滿足目標跟蹤的需求，提出一種面向目標跟蹤的傳感器網(wǎng)絡睡眠調度協(xié)議TTSSP。通過建立傳感器網(wǎng)絡模型和節(jié)點感知信號模型，該協(xié)議細致地劃分了不同節(jié)點的工作模式；提出了目標跟蹤前、目標跟蹤過程中以及目標丟失時的節(jié)點睡眠調度，使整個網(wǎng)絡的傳感器節(jié)點合理、協(xié)同

3、工作。仿真結果表明，該協(xié)議能夠有效降低能耗，提高目標跟蹤的成功率。
　　 在TTSSP協(xié)議的基礎上，提出基于TTSSP的分布式目標跟蹤算法。該算法基于分布式靜態(tài)簇網(wǎng)絡結構，建立了無線傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤模型，提出了基于檢測信號強度值的加權質心目標定位方法和基于分段線性擬合思想的目標位置預測策略，實現(xiàn)了移動目標的跟蹤。其中，目標位置預測可分為簇內預測和簇間預測，簇頭節(jié)點根據(jù)已知信息預測出目標下一時刻位置和其他相關信息，并喚醒下一跟蹤