多传感器网络化协同监控应用研究

发布时间：2017-10-04 16:18

  本文关键词：多传感器网络化协同监控应用研究

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【摘要】：无线传感器网络(WSN)是目前备受关注的热点研究领域,它被广泛的应用于国防军事、航空航天、环境监测、交通管理、医疗救护等领域。随着科学技术的不断进步,多传感器网络目标跟踪技术得到广泛应用。由于传感器的感知、处理、通信能力等节点资源受到限制,单个传感器很难完成网络应用的需求目标。多传感器网络协同能够有效的解决无线传感器网络中应用需求与节点资源受限之间的矛盾,充分的利用网络资源,实现任务间的并行处理。在WSN的应用中,多传感器网络化协同监控技术是无线传感器网络中的关键技术,在WSN中占有重要的地位,开展多传感器网络化协同监控研究具有重要的意义。本文针对无线传感器网络的特点,将多智能体(MAS)与无线传感器网络有机结合,在此基础上开展了多传感器网络化协同监控技术应用研究。首先,对多传感器网络中的任务协同部分开展了研究,重点开展了多传感器网络的体系结构、任务协同机理及基于多智能体系统的多传感器网络协同研究,进一步开展了一种改进的多智能体系统任务协同研究。其次,对多传感器网络中的目标跟踪部分开展了研究,重点对目标运动和测量模型开展了研究,对现有的贝叶斯目标跟踪算法、经典卡尔曼滤波算法、非线性滤波算法及平滑技术的基本机理开展了研究,针对目标跟踪中非线性滤波算法的特点,通过设定选择因子,开展了非线性滤波算法的有效融合研究。最后,对多传感器网络中的通信协议部分开展了研究,重点对多传感器网络体系中物理层的扩频技术进行了研究;对数据链路层的无线信道接入技术进行了研究;对网络层的路由协议进行了研究。在理论研究基础上,对上述关键算法及方法进行了仿真建模与设计,并利用MATLAB 7.1和Visual C++6.0进行了仿真实现与试验分析,仿真结果验证了算法及方法的正确性和有效性。
【关键词】：传感器网络 任务协同 目标跟踪 通信协议
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题研究的目的及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 传感器网络管理研究现状13-14
• 1.2.2 传感器网络任务协同研究现状14-15
• 1.2.3 传感器网络目标跟踪研究现状15-16
• 1.3 论文结构16-18
• 第2章 多智能体系统18-26
• 2.1 Agent基本机理18-21
• 2.2 MAS基本机理21-23
• 2.3 MAS通信方式23-25
• 2.3.1 黑板方式24
• 2.3.2 消息对话方式24-25
• 2.3.3 远程通信方式25
• 2.3.4 高级通信语言方式25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 多传感器网络任务协同26-47
• 3.1 多传感器网络体系结构26-28
• 3.1.1 传感器单元结构26-27
• 3.1.2 传感器网络结构27-28
• 3.2 多传感器网络化任务协同机理28-31
• 3.2.1 任务描述28-29
• 3.2.2 任务分配与调度29-31
• 3.3 基于MAS的任务协同机理31-40
• 3.3.1 合同网与拍卖31-33
• 3.3.2 组织结构设计33-36
• 3.3.3 分布式约束满足36-38
• 3.3.4 动态联盟38-40
• 3.4 改进的MAS任务协同40-42
• 3.5 仿真验证与结果分析42-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第4章 多传感器网络目标跟踪47-67
• 4.1 目标跟踪算法研究47-55
• 4.1.1 目标运动与测量模型47-49
• 4.1.2 贝叶斯估计算法49-50
• 4.1.3 卡尔曼滤波法50-51
• 4.1.4 非线性滤波算法51-54
• 4.1.5 平滑技术54-55
• 4.2 改进的目标跟踪算法55-57
• 4.2.1 算法机理55-56
• 4.2.2 算法流程56-57
• 4.3 仿真验证与结果分析57-65
• 4.3.1 贝叶斯估计仿真验证与结果分析57-59
• 4.3.2 卡尔曼滤波仿真验证与结果分析59-60
• 4.3.3 非线性滤波仿真验证与结果分析60-63
• 4.3.4 改进的算法仿真验证与结果分析63-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第5章 多传感器网络通信协议67-86
• 5.1 通信协议结构67-69
• 5.2 通信协议机理69-79
• 5.2.1 物理层69-71
• 5.2.2 数据链路层71-76
• 5.2.3 网络层76-79
• 5.3 仿真验证与结果分析79-84
• 5.3.1 物理层仿真验证与结果分析79-81
• 5.3.2 数据链路层仿真验证与结果分析81-82
• 5.3.3 网络层仿真验证与结果分析82-84
• 5.4 本章小结84-86
• 结论86-88
• 参考文献88-92
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果92-93
• 致谢93-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吴林锋;王刚;刘昌云;杨少春;;基于多智能体的反导传感器任务规划算法[J];现代防御技术;2012年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 高红霞;基于MAS的多移动机器人的协作问题研究[D];南京理工大学;2004年

2 诸登峰;无线多传感器的通信[D];南京理工大学;2006年

3 王权;无线传感器网络目标跟踪关键技术研究[D];西北工业大学;2007年

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本文编号：971614