基于無線傳感網(wǎng)絡的目標跟蹤技術研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN: Wireless Sensor Network)是一門集中了嵌入式技術、微電子技術、傳感器技術、分布式信息處理技術和通信網(wǎng)絡等技術的交叉學科，也是當前國際的熱點研究領域之一。無線傳感器網(wǎng)絡廣泛應用于國防、環(huán)境檢測、智能交通等領域。目標跟蹤是無線傳感器網(wǎng)絡的一項基本功能。因此本課題的研究具有重要的理論意義和應用價值。
　　 隨著科學技術的飛速發(fā)展，國內外對無線傳感器網(wǎng)絡跟蹤定位系統(tǒng)的研究取得了十分可喜的進

2、展，不但出現(xiàn)了很多先進的算法幫助已有的系統(tǒng)改進性能，同時也有不少實驗室和研究所提出了新的實驗平臺。但是，從總體上來說，無線傳感器網(wǎng)絡這個領域尚處于起步階段，有待于進一步的推廣和普及。無線傳感器網(wǎng)絡中的移動目標跟蹤實際上就是盡可能利用無線傳感器網(wǎng)絡獲得的信息，通過跟蹤算法或者通信協(xié)議，對目標的位置和軌跡做出最接近真實值的估算。
　　 本文概述了無線傳感器網(wǎng)絡的結構和特點，并由此引出了無線傳感器網(wǎng)絡的目標跟蹤問題。以實驗室搭建的無線

3、傳感器網(wǎng)絡平臺為研究對象，應用擴展卡爾曼濾波(EKF: Extend Kalman Filter)目標跟蹤算法和極大似然估計(MLE: Maximum Likelihood Estimation)目標跟蹤算法，研究了基于無線傳感器網(wǎng)絡單目標的跟蹤和定位問題，同時通過實驗分析了測距方式和跟蹤算法對目標跟蹤精度和節(jié)點能量消耗的影響，主要工作如下：
　　 (1)通過對傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡結構和目標跟蹤應用特點的分析，建立了一種面向目標跟

4、蹤的無線傳感器網(wǎng)絡體系結構。
　　 (2)應用EKF目標跟蹤算法和MLE目標跟蹤算法，在Matlab平臺上進行了仿真實驗，并對兩種算法的仿真結果做分析比較。仿真結果表明應用MLE算法能得到較高的目標跟蹤精度。
　　 (3)協(xié)助搭建基于Cricket節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤平臺，設計兩種基于EKF算法的跟蹤方案，運用TinyOS操作系統(tǒng)編程使兩種方案得以實現(xiàn)，驗證EKF跟蹤算法的有效性。實驗結果表明，第一種方案跟蹤效果