無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于高效睡眠調(diào)度的目標(biāo)跟蹤協(xié)議.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)以及傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，生產(chǎn)具備無線通信和信息處理能力的微型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)成為可能。這些廉價(jià)、低功耗的節(jié)點(diǎn)大量部署在觀測區(qū)域內(nèi)，采集各種感興趣的數(shù)據(jù)信息，簡單處理后將結(jié)果路由至匯聚節(jié)點(diǎn)，用戶通過管理節(jié)點(diǎn)可以獲取到全局網(wǎng)絡(luò)信息。傳感器節(jié)點(diǎn)由電池供電，能量非常有限，網(wǎng)絡(luò)的生命周期和服務(wù)質(zhì)量難以避免會(huì)受到影響。大多數(shù)情況下，為節(jié)點(diǎn)更換電池或者進(jìn)行二次充電并不現(xiàn)實(shí)。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)正成為

2、當(dāng)前研究熱點(diǎn)。
　　 移動(dòng)目標(biāo)跟蹤是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用之一，具有廣闊的發(fā)展空間和研究意義。移動(dòng)目標(biāo)跟蹤協(xié)議通過組織和調(diào)度節(jié)點(diǎn)，使盡可能少的節(jié)點(diǎn)參與到跟蹤過程中，以節(jié)省能量。但現(xiàn)有的大多數(shù)目標(biāo)跟蹤協(xié)議存在節(jié)點(diǎn)處于睡眠模式仍能喚醒以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能力不一致等不合理假設(shè)，這些協(xié)議使節(jié)點(diǎn)盡可能多的進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在目標(biāo)即將到達(dá)時(shí)予以喚醒，忽視了節(jié)點(diǎn)通信模塊處于待機(jī)狀態(tài)有著與數(shù)據(jù)接收狀態(tài)差不多能量消耗的現(xiàn)實(shí)情況。
　　 本文針對(duì)存

3、在的不合理假設(shè)，細(xì)致劃分了節(jié)點(diǎn)的工作模式，完成了目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)協(xié)議的設(shè)計(jì)，將沒有任務(wù)的節(jié)點(diǎn)徹底關(guān)閉。初始，通過協(xié)商式隨機(jī)睡眠調(diào)度協(xié)議CRSSP，綜合考慮網(wǎng)格內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)，完成檢測區(qū)域的覆蓋，并討論了節(jié)點(diǎn)“失效”問題；之后，將節(jié)點(diǎn)的睡眠調(diào)度劃分為兩個(gè)階段，提出基于二級(jí)睡眠調(diào)度的目標(biāo)跟蹤協(xié)議TPSSTP。根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)速度以及節(jié)點(diǎn)睡眠周期等參數(shù)，劃定圓形監(jiān)測區(qū)域，減少了預(yù)測算法對(duì)協(xié)議性能的影響，不斷調(diào)整網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的工作模式，減少參與跟蹤

4、過程的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，大幅提高節(jié)點(diǎn)跟蹤貢獻(xiàn)比；最后針對(duì)“熟悉”目標(biāo)將跟蹤協(xié)議進(jìn)一步優(yōu)化，即ITPSSTP，提高協(xié)議性能。同時(shí)，對(duì)不同階段的三種睡眠調(diào)度協(xié)議均進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，將影響因子參數(shù)化，驗(yàn)證協(xié)議的正確性和合理性，測試各協(xié)議性能。結(jié)果表明，在跟蹤質(zhì)量和能量有限的約束下，本文提出的基于節(jié)點(diǎn)睡眠調(diào)度的目標(biāo)跟蹤協(xié)議是一種高效的協(xié)議，實(shí)用性較強(qiáng)，能夠有效管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測、定位、通告等工作。
　　 本論文工作受到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目60973