【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量廉價(jià)的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,可以實(shí)時(shí)采集、傳輸和處理被感知對(duì)象的信息,并將這些信息傳送給用戶(hù)。目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療技術(shù)、軍事防御、公共交通和智能生活等領(lǐng)域。目標(biāo)跟蹤是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中極為經(jīng)典的應(yīng)用之一,主要分為節(jié)點(diǎn)的自定位和對(duì)目標(biāo)的跟蹤定位。本文主要研究節(jié)點(diǎn)的自定位部分,即通過(guò)已知節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)定位,而簇頭節(jié)點(diǎn)和激活節(jié)點(diǎn)的選擇對(duì)節(jié)點(diǎn)自定位的精度影響較大。因此,為了提高節(jié)點(diǎn)定位的性能,本文從簇頭節(jié)點(diǎn)的選擇、激活節(jié)點(diǎn)的數(shù)量及節(jié)點(diǎn)幾何位置部署方面展開(kāi)研究。針對(duì)能量消耗問(wèn)題,本文從簇頭節(jié)點(diǎn)選擇和激活節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行研究。簇頭節(jié)點(diǎn)處理激活節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù),并將其傳送給基站,能量消耗較大,而動(dòng)態(tài)選擇簇頭節(jié)點(diǎn)可以有效平衡網(wǎng)絡(luò)中能量分布,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)生命周期。因此,本文提出一種基于中心點(diǎn)能量均衡算法。初始時(shí)刻,簇頭節(jié)點(diǎn)隨機(jī)分布;其余時(shí)刻,首先計(jì)算簇內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)的中心點(diǎn),選取距離中心點(diǎn)較近且剩余能量較高的節(jié)點(diǎn)作為新的簇頭節(jié)點(diǎn),然后根據(jù)維諾圖將網(wǎng)絡(luò)分為多個(gè)區(qū)域,展開(kāi)新一輪跟蹤。另外,激活節(jié)點(diǎn)數(shù)量根據(jù)節(jié)點(diǎn)平均測(cè)量誤差進(jìn)行調(diào)整,本方法根據(jù)上一時(shí)刻的預(yù)測(cè)估計(jì)值與真實(shí)測(cè)量值之間的差值進(jìn)行判斷,可以動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)激活節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法可以在保證一定的跟蹤精度下,有效降低傳感器節(jié)點(diǎn)的能量消耗,延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命。針對(duì)跟蹤精度問(wèn)題,本文提出一種角度最優(yōu)測(cè)量準(zhǔn)則。在目標(biāo)跟蹤的過(guò)程中,激活節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)位置對(duì)跟蹤精度存在一定的影響。本文通過(guò)角度最優(yōu)測(cè)量準(zhǔn)則,對(duì)激活節(jié)點(diǎn)進(jìn)行位置調(diào)整。首先計(jì)算傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)向量中的信息,判斷對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)修正的準(zhǔn)確性;然后求解克拉美羅下界,即費(fèi)舍爾信息矩陣的最大值,得到激活節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的角度關(guān)系;最后結(jié)合節(jié)點(diǎn)自身剩余能量,對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行幾何位置部署。仿真結(jié)果表明,基于角度最優(yōu)測(cè)量準(zhǔn)則,可以提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跟蹤精度,并進(jìn)一步優(yōu)化激活節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP212.9

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本文編號(hào)：2804168