基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤算法研究.pdf

1、云計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的興起，為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究注入了新的活力，霧計(jì)算的概念應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)一步優(yōu)化無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用構(gòu)架。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)因其可快速部署、隱蔽性好、自組織性強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，非常適合于目標(biāo)跟蹤應(yīng)用。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤作為一種新興的跟蹤技術(shù)，在美國(guó)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)等軍事領(lǐng)域上的成功應(yīng)用，使其顯示出重大的研究?jī)r(jià)值與意義，已成為國(guó)內(nèi)外IT領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

2、目標(biāo)跟蹤為研究對(duì)象，針對(duì)目前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)跟蹤研究中存在的能量效率、跟蹤精度、跟蹤時(shí)延三個(gè)核心問(wèn)題，提出基于能量?jī)?yōu)化的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇目標(biāo)跟蹤算法。本文主要貢獻(xiàn)如下：
　　(1)針對(duì)簇域內(nèi)數(shù)據(jù)碰撞導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)能耗高問(wèn)題。提出一種主動(dòng)式時(shí)分競(jìng)選傳輸模型，該模型考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量與目標(biāo)相對(duì)位置，提出加權(quán)綜合參數(shù) T，通過(guò)參數(shù) T設(shè)定節(jié)點(diǎn)收發(fā)管理定時(shí)器，各簇員自適應(yīng)選擇數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)段。實(shí)驗(yàn)仿真表明，該模型可以主動(dòng)避免動(dòng)態(tài)簇內(nèi)數(shù)據(jù)交換

3、時(shí)期的碰撞，簇內(nèi)重傳通信包量有效降低57％，因此簇員可以能量高效的完成探測(cè)信息融合任務(wù)。
　　(2)針對(duì)動(dòng)態(tài)成簇步驟復(fù)雜導(dǎo)致的能量效率低問(wèn)題。提出一種基于能量均衡的最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略，該策略使用本地化簇頭選舉階段的方法，精簡(jiǎn)成簇步驟，減少簇內(nèi)通信量。根據(jù)節(jié)點(diǎn)剩余能量與跟蹤質(zhì)量的綜合因素，本文策略優(yōu)化簇頭節(jié)點(diǎn)的調(diào)度，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。實(shí)驗(yàn)仿真表明，與目前流行的成簇方案相比，所提策略動(dòng)態(tài)跟蹤簇能量消耗有效降低61.1%，均衡節(jié)點(diǎn)能量，延長(zhǎng)網(wǎng)