无线传感器网络中基于信号相关的目标计数

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2、作者签名：函壑煎2卅年莎月。厂日第l章绪论第{章绪论伴随着无线通信和电子技术近年来的飞速进步，无线传感器网络作为一种由低成本、低功耗、多功能的传感器搀藏豹瓣络，正受至l』越来越多躲关注。无线传感器隧络的设计、实现以及应瘸涉及到多fl学科的知识，雹括信号处理、网络路由、嵌入式系统、信息管理和分布式算法。它用于监测物理环境，收集翱缝理数据，将感知到的信息传送给感兴趣的用户，具有广蠲的应用前景和深远盼研究价僮，其应嗣覆盖了人类生活静缀多方露，铡如环境监测、王厂制造、商务管理、交通以及卫生保健等领域。本章首先介绍无线传感器阏络的

3、基本知识，目标计数问题所从属的目标监视闻题。之焉贫绍蹙标计数阕题麴背景和研究现状，最后绘壤本文磺究蠹窭。1。1无线传感器网络简介无线传感器网络是由部署在监测区域内的大量微型传感器节点通过凭线通信方式形成的一个多跳、自组织的厨络系统，其目的是协作地感知、采集和处理嬲络覆盖区域串被感知对象的信息，著发送给溉察者。传感器、感知对象释观察者构成了无线传感器网络的三个要素。传感器节点一般由传感单元、处理单元、收发单元、电源单元等功能模块组成，其结构如图1．1所示。除此之外根据具体应用的需要，可篷还会有定缀系统、毫源襻生单元帮移动单

4、元等等。嚣1．1传感器繁点麴结稳传感器网络一般其有如下特点：差)节点体积小、成本低、计算和存储能力有限。第l章绪论由于无线传感器网络一般用于菲侵入式的环境监视，因此节点通常做得比较小。此钋，在一些不适宣人类活动的地方(如野钋及有害环境)部署的传感器网络，节点回收困难，节点大多是一次性使用，因此每个节点的成本都比较低。由于体积和成本的限制，其处理器和存储器的能力都很有限。2)传感器网络具有鲁组织能力和适应性。根据应用的不同，传感器节点的数量可能达到数万个甚至更多，因此很难手工实现网络的初始化以及之后的网络维护。这就需要传感

5、器节点能够在被激活后通过彼此间的通信与协调实现网络的初始化与之后的维护工作，即需要传感器网络具有鲁组织能力。同时，传感器嬲络往往工作在比较恶劣的环境中，节点或节点间的通信出现故障是很常见的，这就需要传感器网络具有好的健壮性和容错能力，也就是适应性。3)电源电量是网络寿命的关键。无线传感器网络通常工作在人类无法接近的恶劣甚至危险的远程环境审，无法提供电力供应，因此传感器节点只能选择电池供电。由于电池电量有限，因此节能成为传感器网络设计的第一要素。4)节点通信距离短，通信带宽低。传感器节点的通信距离一般只有几十米，因此必须采

6、焉多跳的方式进行数据传输。另外，传感器节点的通信带宽很低，丽通信消耗的能量最多，因此在传感器网络中传输的数据最好是经过预处理、消除了冗余的数据。5)数据管理与处理是传感器网络的核心。对观察者来说，传感器网络的核心是数据。这就要求传感器网络的设计必须以数据为中心，把数据库和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统，使用户如同使用通常的数据库管理系统和数据处理系统一样自如地在传感器网络上进行感知数据的管理和处理。总之，一个无线传感器网络可以抽象表示为G=。

7、这里V表示传感器节点集合，E表示节点间的通信状态，PV为一系列表示V中节点特征的函数，例如节点位置、计算能力、感知模型、传感器输瀣值类型和节点能量储备等，PE描述节点闻通信状态的性质，如通信带宽和质量等。1。2目标监视问题简介酲标计数是露标监视闯题的一部分。在介绍西标计数溜题之前，本节先对雷标监视问题做一个简要介绍。在目标监视应用中，当目标出现在监测区域时，传第l章绪论感器节点应能及时发现目标，确定目标的类型，估计目标的位置，进而得到目标的运动轨迹。当目标出现在监测区域时，目标附近的传感器节点应能检测到目标发出的诸如声音

8、、振动等信号，有时外界的干扰也可能使传感器节点检测到假阳性信号。单个传感器节点由于功能有限无法判断信号是来自某个目标还是外界干扰，因此传感器网络首先必须通过节点间的协作判断目标是否出现。在有些应用中，当判断目标出现后还需要进一步识别目标的类型(目标识别)，以及估计目标的位置(目标定位)。如果监测区域中只有单个目标，则