无线传感器网络自适应目标跟踪节点调度算法

在无线传感器网络中,设计合理的节点调度算法是提高网络感知能力、降低系统能耗的关键。在分析节点能耗模型的基础上,针对移动目标跟踪型网络应用,提出一种高能效的无线传感器网络自适应节点调度算法ANSTT。该算法根据节点对移动目标的感知能力,以及节点的相对剩余能量水平,自动调整节点工作模式。仿真实验表明,ANSTT算法在维持低感知延时、高目标感知率的同时,可有效降低系统能耗,延长网络寿命。     

一种无线传感器网络中目标跟踪的自适应节点调度算法

在无线传感器网络目标跟踪的过程中进行节点调度,可以综合考虑跟踪误差和能量消耗,延长传感器网络的使用寿命。为了综合考虑节点调度的短期和长远损失,该文将问题建模为部分可观测马尔科夫决策过程(POMDP)以得到更优的调度策略,并提出一种近似求解算法C-QMDP。该算法利用马尔科夫链蒙特卡洛方法(MCMC)推导连续状态空间的置信状态的转移,并计算瞬时代价。使用状态离散化方法,基于马尔科夫决策过程(MDP)值迭代求解未来代价的近似值。仿真结果表明,相比现有POMDP近似算法,该文算法既可以降低跟踪过程中的累积损失,又可以将大量运算进行离线计算,减小了在线决策时的计算量。     

无线传感器网络中移动目标跟踪算法研究

由于单个传感器节点的通信、处理和感知能力有限,所以传感器节点必须协同工作才能够完成任务。本文介绍了无线传感器网络的研究现状,阐述了目前成形的无线传感器网络协议与体系结构,阐述了针对面向目标跟踪的无线传感器网络涉及到的一些关键技术,并对现有的一些无线传感器网络中移动目标协同跟踪算法以及未来的发展方向进行了论述。     

无线传感器网络中基于网格的目标跟踪算法

提出了一种适用于无线传感器网络中基于网格的目标跟踪算法，以解决在目标跟踪过程中信任度（belief）更新和传感器节点信息贡献量估计问题。该算法对信任度进行非参数化表示，用基于网格的算法对序列贝叶斯滤波过程进行实现。并且利用目标位置预测和基于网格的算法在不预先获知传感器节点测量数据的情况下，对节点的信息贡献量进行估算。在资源受限的无线传感器网络中，该算法在降低计算复杂度、提高算法适用范围方面都有显著改进。最后在仿真环境中验证了基于网格的目标跟踪算法的有效性。     

面向目标跟踪的无线传感器网络设计

无线传感器网络包含许多具有感知、计算和无线通信能力的微型传感器节点,现已广泛应用于国防、工业和农业等领域。文章将无线传感器网络应用于目标跟踪中,该网络主要包括声学传感器节点、图像节点和指挥中心节点,声学传感器节点和图像节点将采集的信息传递给指挥中心,指挥中心融合处理后对目标进行定位和跟踪。实验仿真表明设计的无线传感器网络具有较高的跟踪精度。     

无线传感器网络的目标跟踪算法

为了解决无线传感器网络跟踪非线性运动目标的分布式数据融合问题,使用了基于扩展信息滤波器(EIF)的分布式估计算法.对于活跃传感器的选择方法,采用了基于与目标位置接近程度的近邻选择算法和基于信息贡献的信息选择算法.仿真结果表明,与分布式扩展信息滤波器(DEIF)算法相比,近邻选择算法和信息选择算法得到了相似的响应曲线,且具有减少能量消耗和简化计算的优点.     

基于无线传感器网络的活动目标跟踪

无线传感器网络WSN是目前通信和计算机领域的研究热点。WSN的各种应用中,活动目标跟踪在军事和民用上都具有广泛的应用前景,也是技术上具有挑战性的课题。总结了目前传感器网络目标跟踪中节点的组织和路由,目标的侦测、定位,目标轨迹的估计和预测等方面的一些研究成果,比较了各个方法的优缺点,提出了以后跟踪应用中值得注意的问题和方向。     

基于无线传感器网络的移动目标跟踪系统研究

脉冲多普勒雷达(PDR)是一个超宽带雷达系统,不仅能探测目标位置,也可通过多普勒效应测量其径向速度。然而,传统的雷达信号处理技术与极限计算和典型无线传感器微粒上的存储资源不相匹配。利用小型脉冲多普勒雷达作为传感器节点,通过设计一个新的目标跟踪系统来探索脉冲多普勒雷达和微型无线传感器节点的兼容性。该系统由几个PDR传感器节点组成,来检测移动目标的存在和位置,一个基站节点用来收集传感器节点的检测数据,一个算法来估计目标的位置。结果表明该系统有较小的偏差,可实现目标跟踪。     

无线传感器网络中可信的节点选择算法

以目标跟踪为背景,讨论无线传感器网络中如何利用节点的协作实现可信协作目标跟踪。首先利用传感器节点的检测概率建立节点的可信模型。然后,基于这个模型,综合考虑节点的信息贡献量和通信开销,建立了一个节点选择的最优化模型。最后,通过仿真来验证算法的有效性。     

面向目标跟踪的无线传感器网络动态分簇

在考虑节点剩余能量和节点探测信号强度的基础上,提出了一种面向目标跟踪的无线传感器网络动态分簇方法。由于在簇首选择时考虑了节点的剩余能量,因此可以有效地避免簇首节点能量不足导致的跟踪失败。方法既能保证各个节点均衡地担任簇首节点,又能避免簇首切换过于频繁,因此可以延长网络的使用寿命。计算机仿真结果表明,在满足簇首节点能量需求和簇内节点大部分能观测到目标的情况下,应该取尽量小的能量阈值和尽量大的距离阈值。     

保障监测时延的无线传感器网络感知调度算法

针对重点区域事件监测应用中,无线传感器网络需要满足不同监测时延要求,该文首先分析了点目标监测应用的时延下界,设计了多项式的最优自适应占空比分布式感知调度算法。在此基础上,设计了一个面向局部重点区域的事件监测分布式感知调度算法(LDSS)。LDSS具有较低的计算复杂度和通信复杂度。仿真结果显示,与现有的随机调度算法相比,LDSS能获得监测时延更接近于理论时延下界的性能。     

无线传感器网络中目标追踪策略

协同信息处理是无线传感器网络研究的难点。以跟踪单目标为基础,提出了一种基于对策论的协同机制,对网络节点建立群组方式进行目标跟踪,动态地分配任务,随时更新群组成员,同步信息整合与数据传递,在实验中让基于对策论与已有的基于实例的协同机制进行对比。实验结果证明,采用基于对策论方式进行目标跟踪准确率明显提高,网络能量消耗大幅度降低,信息传递流畅,满足了网络节点的动态扩展性与适应性。     

基于压缩感知的无线传感器网络多目标定位算法

目标定位是无线传感器网络的重要应用场景。该文提出了一种将压缩感知应用于无线传感器网络多目标定位的方法,把基于网格的多目标定位问题转化为压缩感知问题。应用多分辨率分析的思想,设计了迭代回溯的压缩感知算法,该方法的特点是可同时进行多目标定位,并且大大减少了网络通信的数据量从而延长网络寿命,代价是融合中心的算法复杂度的增加。仿真结果显示,采用迭代回溯算法定位精度提高了50%以上,具有较好的多目标定位效果。     

一种基于ID的传感器网络密钥管理方案

对偶密钥的建立是无线传感器网络的安全基础,它使得节点之间能够进行安全通信。但是由于节点资源的限制,传统的密钥管理方法在传感器网络中并不适用。在分析了现有密钥预分配协议的前提下,该文提出一种新的基于ID的密钥预分配协议。此协议用计算和比较散列值的方式替代广播方式协商密钥,减少了传感器节点大量的通信消耗。然后,分析了所提出方案的安全性、通信量和计算量,并和已有协议进行了比较。结果表明本文的方法不仅能保证安全性,而且节约了大量通信资源。     

异构传感器网络覆盖势力剖分算法

对于普遍存在的异构传感器网络,目前尚缺乏有力的方法解决其覆盖势力的剖分问题。对此,该文提出一种本地化的覆盖势力剖分算法CFA(Coverage Force Algorithm)。该算法根据节点感应能力的差异,构建基于感应异构性的通用Voronoi图,能有效对网络中异构节点的覆盖势力范围进行剖分。实验证明,CFA算法解决了异构网络覆盖性能分析问题,和传统的Voronoi图方法相比,具有广普性和本地化的特点。     

无线传感器网络路径覆盖问题研究

目标跟踪是无线传感器网络的重要应用之一。在目标跟踪过程中,用户通常更关心目标移动路径的覆盖情况,而不是整个网络部署区域的覆盖情况。学术界对路径1覆盖的问题做了详细的研究,但是并没有给出路径k(k1)覆盖的分析。针对这一问题,该文首先将节点随机布设的2维传感器网络中目标移动路径的覆盖问题转化为1维线段覆盖问题,并通过理论分析给出任意直线路径满足k(k1)覆盖的概率下限。实验表明,在k较小时,该下限可以较好的逼近仿真结果。     

An Energy-efficient Clusterhead Assignment Scheme for Hierarchical Wireless Sensor Networks

We study the problem of assigning clusterheads in a hierarchical Wireless Sensor Network (WSN). That is, for a given hierarchical WSN, how many clusterhead nodes we should assign, and how to geographically allocate these clusterheads. Since an assignment scheme optimizing all factors is impossible, we will focus on the crucial issue of energy efficiency of the WSN. Because it is mostly true that the nodes of WSN are powered by batteries, power saving is an especially important consideration in WSN architecture design. We will propose a hierarchical WSN architecture toward the end of saving energy of both sensor nodes and clusterheads. Using analytical result, experiments are conducted in which realistic scenarios are simulated.