基于UKF区域交叉定位的WSNs Sink节点动态跟踪算法.pdf

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1、2015年第34卷第4期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)123DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)04--0123--04基于UKF区域交叉定位的WSNsSink节点动态跟踪算法姚依翔。谢俊元，。(1．南京大学计算机科学与技术系，江苏南京210093；2．计算机软件新技术国家重点实验室，江苏南京210093；3．南京晓庄学院数学与信息技术学院，江苏南京211100)摘要：为了提高无线传感器网络(WSNs)使用寿命，对WSNs的目标跟踪方式进行研究，提出基于无迹Kalman滤波(UKF)的WSNsSink

2、节点动态跟踪算法，以实现高效节能的资源管理和利用方式。首先利用UKF算法对目标节点的下一位置进行预测，然后通过四圆区域定位交叉定位算法对Sink节点的位置区域进行局部准确定位。实验结果表明：这种动态的Sink节点预测定位算法能够有效缩短数据发射传感器和Sink点之间的距离，减少跳数，从而实现负载均衡降低能耗的效果。关键词：无线传感器网络；无迹卡尔曼滤波；区域交叉定位；Sink节点；动态跟踪中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)04-0123-04DynamictrackingalgorithmforWSNssinknodebasedonUKFand

3、regionalcrosslocalizationYAOYi—xiang．XIEJun．yuan，(1．DepartmentofComputerScienceandTechnology，NanjingUniversity，Nanjing210093，China；2．NationalKeyLaboratoryforNovelTechnology，Nanjing210093，China；3．SchoolofMathematicsandInformationTechnology，NanjingXiaozhuangUniversity，Nanjing211100，China)Abstract

4、：Inordertoimprovewirelesssensornetworks(WSNs)lifetime，researchontargettrackingmethodinWSNs，andproposeanunscentedKalmanfiltering(UKF)一basedWSNssinknodedynamictrackingalgorithm，inordertorealizehigheficientandenergy—savingresourcemanagementandutilizationmode．Firstly，useUKFalgorithmtopredictnextpos

5、itionoftargetnode，andthenthroughthefourcircleregionalpositioningalgorithmofCROSSloeationing，SOastolocallyandaccuratelylocatelocationareaofsinknode．Theexperimentalresultsshowthatthedynamicpredictionlocalizationalgorithmforsinknodecaneffectivelyshortendistancebetweendatatransmissionsensorandsinkn

6、ode，andreducehopcount，SOastoachieveloadbalancingandenergyconsumptionreducingeffect．Keywords：WSNs；unscentedKalmanfiltering(UKF)；regionalCROSSlocalization；sinknode；dynamictracking0引言出信号的强度，当噪声或者障碍物存在时会造成信号的衰目前国内外学者在无线传感器网络(WSNs)的算法层减，进而造成目标定位的失准；文献[6]提出了一种基于二面、网络层面和物理层面做了大量研究。对于动态叉树结构目标跟踪方法，树中的每个

7、节点对应于WSNs中Sink节点WSNs和Sink节点的跟踪算法的研究有很多文献移动的传感器目标，并在运动过程中可以动态地更新节点，提出可行方案。文献[4]为防止过多的节点被激活从而浪根据收集到的传感器信息可以获得关于目标完整和准确的费能量资源，提出一种基于边界检测的Sink节点跟踪算信息，但是当目标运动过快时效果不佳，同时树节点频繁地法，但是当对象的速度和方向突然发生变化时会影响边界更新操作反而会增加传感器的能量消耗。检测的准确性；文献[5]提出传感器对