無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分布式目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(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(shù)，是一種構(gòu)建普適新環(huán)境以及實現(xiàn)普適控制的新興交叉學(xué)科，具有十分重要的科研價值和應(yīng)用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(biāo)跟蹤系統(tǒng)。目前，目標(biāo)跟蹤技術(shù)已廣泛應(yīng)用到國防安全、交通管理和反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域，研究低能耗、高可靠性的目標(biāo)跟蹤算法具有重要的學(xué)術(shù)意義和實用價值。
　　 本文以分布式目標(biāo)跟蹤技術(shù)為研究對

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

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