无线传感器网络目标探测定位跟踪问题研究.pdf

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1、2015年第1期西安铁路职业技术学院学报No．1，2015(总第6O期)JournalofXiimRailwayVocational&TechnicalInstituteSerialNo．60无线传感器网络目标探测定位跟踪问题研究张亚昕(西安铁路职业技术学院陕西西安710014)摘要：为在低耗能下完成更为精确的目标全程跟踪，提出了基于动态子网思想的目标探测定位和跟踪算法，并按照目标跟踪流程分别从簇头选择，目标探测，目标定位和目标跟踪四个阶段设计。仿真结果表明，相比于全网激活和固定子网策略，本算法

2、在定位误差、预计误差和整体能耗三项指标均处于最佳地位，有着极强的性能优势。关键词：无线传感器网络；目标探测定位跟踪；簇头选择；动态子网中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：94042一(2015)0l一0022—05ResearchonTargetDetectionLocalizationandTrackinginWirelessSensorNetworkZhangYaxin(XianRailwayVocationalandTechnicalInstitute，Xian，Shaanxi7

3、10014，China)Abstract：Tocompletemoreprecisetargettrackinginlowenergyconsumption，apositioningandtrackingalgo—rithmintargetdetectionbasedonthedynamicnetworkideaisproposed，andinaccordancewiththetargettrackingprocess，thedesigniscompletedrespectivelyfromth

4、eclusterheadselection，targetdetection，targetlocalizationandtrackingfourstages．Thesimulationresultsshowthat，comparedtothewholenetworkactivationandfixednet—workstrategy，thisalgorithmisthebestinerrorpositioning，predictionerrorandtheoverallenergyconsumpt

5、ionthesethreeindex，andithasastrongperformanceadvantage．Keywords：WirelessSensorNetworks；TargetDetectionLocalizationandTracking；ClusterHeadSelection；Dy—namicSub．．network对实现无线传感器网络各种应用起着关键的作用。l背景介绍而一个能高监测、准确定位和低误差的目标探测定近年来，半导体技术、无线通信技术、嵌人式计位跟踪算法又是这一技术的核

6、心。另外，由于算技术和微机电系统等技术的快速发展，极大地推WSN是一个有限资源网络，我们期望在定位和跟踪动了无线传感器网络的发展，使其在环境监测、军过程中通过轮休方式减少传感器节点的参与，降低事、医疗和农业等多个领域广泛应用]。其中目能量消耗，延长网络的工作时间。因此，针对无线标探测、定位和跟踪技术是WSN最基本功能之一，传感器网络节点定位精度不高，能量消耗较大的问收稿日期：2014—09—12作者简介：张亚昕(1978一)，女，河南新郑人，院电子信息系高铁通号教研室讲师。张亚昕：无线传感器网络

7、目标探测定位跟踪问题研究23题，提出了基于动态子网思想的目标探测定位和跟率为：踪算法，以达到在低能耗的情况下提高定位精=(1)确度。其中d(Ci，t)为目标与Ci在t时刻的距离，s2目标探测、定位和跟踪算法(Ci，d(Ci，t))表示以ei为圆心，d(Ci，t)为半径的2．1簇头选择算法球在Ci的Voronoi元胞中的球表面积。D．Li等研究者的固定子网策略，簇群的规2．1．2时延计算模和簇头节点是固定的。簇头节点要完成对所有当目标进入WSN网络后，每个簇头候选节点接收的信号和自己采集的信号计算

8、任务，损耗的能测量到目标的能量值后，将向网络发出带能量值的量远远高于其它节点。并且受节点通信半径的限竞选信息，能量值最大的节点作为簇头。由于网络制，可能因簇头节点距目标位置过远而得探测不到中具有多个候选节点，若所有节点同时向网络中发信息，给目标的跟踪成了不便J。动态子网策略则送竞选信息，会造成整个网络的拥塞。因此候选节可有效克服上述问题。该策略下，每个采样周期根点需要在一定时延后发送竞选信息，计算时延就是据簇头选择算法选择离目标最近的处于激活状态此过程的关键。的簇头候选节点作为簇头，并由簇头选择