無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中多節(jié)點(diǎn)協(xié)作目標(biāo)檢測和跟蹤研究.pdf

1、目標(biāo)檢測是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最重要的應(yīng)用之一,監(jiān)控區(qū)域中部署的大量傳感器節(jié)點(diǎn)對目標(biāo)進(jìn)行檢測。傳感器節(jié)點(diǎn)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(luò)的性能。這就要求在設(shè)計協(xié)議算法時,必須均衡網(wǎng)絡(luò)能量消耗,延長網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視時間。
　　對目前國內(nèi)外針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)檢測與跟蹤協(xié)議算法等相關(guān)問題進(jìn)行了比較,分析了各種協(xié)議算法對于不同目標(biāo)檢測問題的優(yōu)劣。針對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn),分別提出了基于能量有效的邊界節(jié)點(diǎn)選擇算法和多節(jié)

2、點(diǎn)協(xié)作目標(biāo)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(diǎn)選擇算法。按照右手法則選擇邊界節(jié)點(diǎn),對冗余的邊界節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選,保證邊界節(jié)點(diǎn)選擇的有效性。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入監(jiān)測區(qū)域時,該算法能夠保證目標(biāo)被有效的檢測,并且減少不必要的能量消耗。在目標(biāo)檢測的過程中,邊界節(jié)點(diǎn)向周圍的節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息,記錄目標(biāo)進(jìn)入時間和位置,并通過節(jié)點(diǎn)的應(yīng)答機(jī)制對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。該算法在邊界節(jié)點(diǎn)數(shù)目、平均數(shù)據(jù)包、目標(biāo)確定時間和

3、節(jié)點(diǎn)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(diǎn)協(xié)作目標(biāo)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(diǎn)間通過休眠調(diào)度機(jī)制對目標(biāo)進(jìn)行檢測,保證一個單元各中有一個節(jié)點(diǎn)處于激活狀態(tài)。一旦簇頭發(fā)現(xiàn)目標(biāo)將喚醒簇內(nèi)節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)協(xié)作對目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤。由于單元格中的節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署,監(jiān)測區(qū)域不可能被節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域完全覆蓋,有可能出現(xiàn)盲區(qū),或者由于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)能量耗盡等原因?qū)е履繕?biāo)丟失。一旦目標(biāo)丟失將啟動目標(biāo)搜索機(jī)制,直