无线传感器网络中的目标跟踪和节能算法研究

发布时间：2024-05-11 14:57

　　在传感器网络的诸多应用中,传感器网络内的目标跟踪已成为研究热点。通过监测网络内传感器节点相互合作对目标进行感知和定位,并将跟踪目标相关信息处理之后反馈用户的过程,我们称它为基于无线传感器网络的移动目标跟踪技术。然而,传感器节点自身具有的局限性,比如能源供应时间有限、计算能力不足和通信范围有限,使得目标跟踪技术中传统的跟踪算法也就不再适用了。本文旨在研究基于无线传感器网络的节能跟踪技术。(1)最原始的目标跟踪是从起始到结束,无线传感器网络中的所有节点都参与目标的跟踪,但是节点的使用寿命是有限的,针对这个问题,本文提出了一种基于概率模型和运动学来预测目标的运动轨迹,根据当前时刻的运动状态预测目标下一时刻的移动轨迹,提前让周围的节点处于工作状态,等待跟踪目标,其他节点睡眠以节省能量。根据目标的移动轨迹来调度节点既能保证目标的跟踪性能,又可以有效的节省网络的能量消耗。(2)同样为了减少网络的能耗,我们从目标的跟踪过程出发,把整个过程分为两个阶段,目标的发现阶段和采集目标信息阶段,针对不同阶段对参与跟踪的节点数量要求不同,采用不同的节点调度策略来节省网络的能耗,我们称之为基于跟踪过程的两阶段节点...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文的研究背景
    1.2 无线传感器网络
    1.3 基于无线传感器网络目标跟踪的研究
    1.4 本文研究工作
        1.4.1 研究问题
        1.4.2 研究成果
    1.5 章节安排
第二章 基于概率预测和睡眠调度的节能算法
    2.1 系统模型和前提假设
    2.2 目标运动轨迹预测
    2.3 PPSS协议
        2.3.1 目标预测
        2.3.2 当前状态预测
        2.3.3 运动学规则预测
        2.3.4 概率统计理论预测
    2.4 PPSS节能
        2.4.1 PPSS节能之减少唤醒节点的数量
        2.4.2 PPSS节能之减少唤醒节点的工作时间
    2.5 实验结果
    2.6 本章小结
第三章 基于目标跟踪的两阶段睡眠调度算法
    3.1 无线传感器网络目标跟踪技术
        3.1.1 目标跟踪技术分类
        3.1.2 目标跟踪三个指标
    3.2 节点睡眠调度
    3.3 两阶段睡眠调度的目标跟踪算法
        3.3.1 发现节点的优化选择
        3.3.2 局部发现节点选择问题
    3.4 性能分析
        3.4.1 发现概率
        3.4.2 发现延时
        3.4.3 跟踪延时
    3.5 实验结果
    3.6 本章小结
第四章 传感器网络的跟踪质量和节点能耗的平衡
    4.1 节点的感知数据误差的相关研究工作
    4.2 问题描述
        4.2.1 网络假设
        4.2.2 感知数据误差模型
        4.2.3 问题描述
    4.3 动态成簇的拓扑结构
        4.3.1 动态成簇
        4.3.2 簇内数据处理
        4.3.3 动态簇的维护
    4.4 质量可控的目标跟踪算法
        4.4.1 概念定义
        4.4.2 跟踪节点的选择
    4.5 实验结果
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
致谢



本文编号：3970043