无线传感器网络移动目标跟踪算法的设计与实现

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3、线传感器网络移动目标跟踪算法的设计与实现申请人：刘红阳学号：2141352培养单位:计算机科学技术学院学科专业:软件工程研究方向:无线传感器网络指导教师：任倩倩副教授完成日期:2016年3月26日中文摘要移动目标跟踪是WSNs中一个重要的功能。本文首先针对WSNs能源有效、传感器节点计算能力有限的需求设计了一个基于加权质心的移动目标跟踪算法。首先采用随机游走的思想模拟目标的随机运动，建立移动目标轨迹模型。在此基础上设计了基于一步和基于两步的目标轨迹预测算法。其次，本文采用二进制传感器和睡眠调度机制以减少网络内能量消耗。该机制使得处

4、于目标周围的传感器节点工作而其他节点睡眠。为了保证跟踪的及时性，根据轨迹预测节点提前唤醒工作节点。再次，根据二进制传感器节点反馈结果采用质心定位和加权质心定位方法确定目标位置。最后通过大量实验验证了本文提出算法的有效性，并分析和各参数设置对算法性能的影响。接下来，本文研究了传感器网络中的能量有效的移动目标跟踪问题。本文首先定义了一个基于网格的网络模型，该模型使处于网格顶点附近的节点工作、其它的节点睡眠以节省能量。其次，分析了目标出现位置与单个网格的关系，针对每种位置关系给出了一个适用的定位算法。在此基础上，本文设计了一个基于两阶段

5、聚合的移动目标定位算法，对单个网格内定位结果进行优化。再次，本文提出了一个基于顺/逆时钟机制的最短路径选择算法传输目标定位的结果，保证最小化参与传输的节点数目。最后，本文通过大量的实验验证了所提出算法在能源节省、跟踪质量方面的优越效果。关键词：目标跟踪；随机游走；网络寿命；聚合；网格；顺/逆时钟-I-AbstractTargettrackingisoneofthemostimportantapplicationsinWSNssothatthispaperdesignedacentroidbasedtrackingalgorithm

6、forenergyeffiecientandcomputinglimitinWSNs.Itfirstlyadoptsrandomwalktodescribetargetrandommovementinnetworkandcreateatargetmovementmodel.Basedonwhichweproposedonebasedandtwobasedpredictalgorithmfortargetmovementprediction.Next,itusebinarysensornodesandsleepschedulefor

7、energysaving.Theschedulemakesnodesnearthetargetworkingandotherssleeping.Inordertokeeptrackingoftimeliness,nodeswillbeawakeningtoworkaccordingtothepredictionaheadoftime.Moreover,weusecentroidmethodandweightedcentroidmethodintargettracking.Lastbutnotleast,weusealotofexp

8、erimenttoverifyouralgorithm.Next,thispaperproposesasimpleandefficienttrackingalgorithm.Wefirstgivethenetworkmodeldefinition,