无线传感器网络中多节点协作目标检测和跟踪研究

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1、代号10701学号1107122465分类号TP393密级公开题（中、英文）目无线传感器网络中多节点协作目标检测和跟踪研究Researchonmulti-nodecollaborativetargetdetectionandtrackinginWirelessSensorNetworks作者姓名魏鹏指导教师姓名、职称齐小刚教授学科门类理学学科、专业应用数学提交论文日期二○一四年二月万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文

2、中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影

3、印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书．本人签名：日期导师签名：日期万方数据万方数据摘要目标检测是无线传感器网络最重要的应用之一，监控区域中部署的大量传感器节点对目标进行检测。传感器节点电池供电，一旦能量耗尽或者低于特定的阈值，将影响整个网络的性能。这就要求在设计协议算法时，必须均衡网络能量消耗，延长网络的监视时间。对目前国内外针对无线传感器网络目标检测与跟踪协议算法等相关问题进行了比较，分析了各种协议算法对于不同

4、目标检测问题的优劣。针对于无线传感器网络自身的特点，分别提出了基于能量有效的边界节点选择算法和多节点协作目标检测与跟踪协议算法。本文主要工作包括以下两个方面：第一，提出了一种能量有效的分布式的边界节点选择算法。按照右手法则选择边界节点，对冗余的边界节点进行筛选，保证边界节点选择的有效性。当目标进入监测区域时，该算法能够保证目标被有效的检测，并且减少不必要的能量消耗。在目标检测的过程中，边界节点向周围的节点发送消息，记录目标进入时间和位置，并通过节点的应答机制对目标进行跟踪。该算法在边界节点数目、平均数据包、目标确定时间和节点剩余能量方面与其他算法相比具有较好的性能

5、。第二，提出了多节点协作目标检测与跟踪算法，在该算法中将监测区域划分为若干个单元格，节点间通过休眠调度机制对目标进行检测，保证一个单元各中有一个节点处于激活状态。一旦簇头发现目标将唤醒簇内节点，节点协作对目标进行定位和跟踪。由于单元格中的节点随机部署，监测区域不可能被节点感知区域完全覆盖，有可能出现盲区，或者由于关键节点能量耗尽等原因导致目标丢失。一旦目标丢失将启动目标搜索机制，直到找到目标。如果搜索区域到达区域边界还没有寻找到目标，则认为目标丢失。该算法在目标检测概率、目标丢失率，网络能量消耗方面与其他算法相比具有较好的性能，并得到节点间协作目标跟踪路径。关键字

6、：无线传感器网络目标检测跟踪休眠调度能量有效万方数据万方数据AbstractTargetdetectionisoneofthemostimportantfunctionsofthewirelesssensornetwork,alargenumberofsensornodesdeployedinthemonitoredareadetectthetarget.Thesensornodesarepoweredbybattery，onceenergyofthenodeisbelowacertainthresholdorenergydepletion,itwillaffec

7、ttheperformanceoftheentirenetwork.Thisrequiresustodesigntheagreementmustbeconsideredenergyefficientuseofthenetwork,reduceenergyconsumptionofthenetwork,toextendthenetworklifetime.Thispapercomparesthecurrentdomesticandinternationalwirelesssensornetworksfortargetdetectionandtrackingproto

8、colal