论文摘要
无线传感器网络是由大量具有感知、数据收集、数据处理和无线通信能力的小体积、低成本的传感器节点构成的无线自组织网络,能够对大范围区域进行有效监测,并对监测数据进行处理,将其传送至用户终端。目标跟踪是无线传感器网络最基本的应用之一,如何在节约能量的同时保证一定的跟踪精度一直是研究的重点。目标跟踪中的能量消耗主要取决于传感器节点的发射功率、网络中数据传输量、节点监测时间,以及一定时间内参与跟踪的节点数目。本论文提出了基于不可靠节点序列和面感知路由的目标跟踪算法（Target Tracking Based on Unreliable Node Sequences and Face-Aware Routing,简称NSFAR）。该算法采用的基于不可靠节点序列的定位模式能有效减少网络中数据传输量。为了解决基于不可靠节点序列的定位算法在节点数目过多时算法复杂度过高的问题,NSFAR算法引入了面感知路由技术,在将网络平面化的基础上,对平面网络图中的每一个面分别采用节点序列定位模式,能有效控制定位算法的节点数目,从而把定位算法的复杂度控制在一定范围内。同时,NSFAR算法使用预测机制,能有效减少参与跟踪的节点数目,节约能量。考虑到网络中存在移动用户的情况,在NSFAR算法的基础上,本论文提出了基于移动查询的目标跟踪算法。网络中的移动用户通过传感器网络查询并追捕目标,为了便于移动用户的查询和追捕,传感器网络将目标信息存储在追踪节点链中,移动用户就可以通过追踪节点链来查询和追捕目标。当移动用户速度小于目标时,为了能让用户及时捕获目标,对算法进行了改进,缩短了捕获目标的时间。模拟结果表明本论文提出的算法能够有效减少网络中的数据传输量,降低网络的能量消耗,延长网络的生命周期,对无线传感器网络中目标跟踪的相关研究具有一定的参考价值。