[發明專利]基于定向天線的傳感器網絡內移動物體跟蹤方法及裝置

有效

• 申請號: 201210316407.6
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102883429A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李歡;孫哲豐
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

1.一種基于定向天線的傳感器網絡內移動物體跟蹤方法，其特征在于，包括：

為觀測區域構建全覆蓋傳感器網絡；

為所述觀測區域中的每個傳感器節點確定一跳鄰居集合；

根據所述一跳鄰居集合，合作預測并記錄所述觀測區域中的移動物體的運動軌跡；

根據所述預測軌跡利用定向天線向鄰居節點發送喚醒消息，啟動鄰居節點的觀測模塊，實現對跟蹤目標的持續觀測。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述為觀測區域構建全覆蓋傳感器網絡，使觀測區域面積包含于所有傳感器節點的感知范圍的并集內，該特征可以通過覆蓋率的計算公式保障其中，S表示所述觀測區域的面積，R_S表示每個所述傳感器節點的感知半徑，n表示所述觀測區域中的傳感器節點的數量。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述為所述觀測區域中的每個傳感器節點確定一跳鄰居集合,包括：

初始化所述觀測區域中的全部傳感器節點的一跳鄰居信息；

在所述觀測區域中定期廣播發送探測包；

接收到所述探測包的一跳鄰居將發送方添加到一跳鄰居集合表中。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述的一跳鄰居集合合作預測并記錄所述觀測區域中的移動物體運動軌跡，包括：

將所有傳感器節點的探測到與否標記初始化為“否”；作為整個探測過程的啟動節點---即初始時刻能探測到移動物體的傳感器節點，進入探測階段：首先，將該傳感器節點的探測到與否的標記更新為“是”；然后，每隔一個探測間隔進行一次探測并更新包含了移動物體的運動軌跡信息的事件記錄，直到探測不到移動物體時停止探測；待探測階段結束后，預測判定移動目標的移動方向，利用定向天線廣播一個用于通知開啟探測的數據包給處于該方向上的一跳鄰居節點；

作為用于通知開啟探測的數據包的接收方，即傳感器節點接收到所述數據包時，如果該傳感器節點的探測到與否標記為“是”，則將所述數據包的發送方標識記錄到該節點的發送方集合中，用于標記對移動物體觀測過程中的前置觀測節點；同時，繼續其探測過程，如后所述；如果為“否”，則進行下一步判斷，即：如果移動物體在其監測區域內，則將所述數據包的發送方標識記錄到該節點的發送方集合中，將該傳感器節點的探測到與否的標記更新為“是”，并且進入探測階段；探測過程；啟動探測的節點每隔一個探測間隔進行一次探測并更新包含了移動物體的運動軌跡信息的事件記錄，直到探測不到移動物體時停止探測。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，待探測階段結束后，還包括：

1）傳感器節點將所述探測到與否標記更新為“否”；

2）計算自己的發送方集合中的所有元素和本節點依次構成的矢量的角平均線矢量；

3）采用定向天線發射探測開啟通知包，定向天線的角度為與角平均線矢量所構成的一個預定角度，以通知相應方向上的傳感器節點開啟檢測；

4）最后，刪除該傳感器的發送方集合中的記錄。

6.一種基于定向天線的傳感器網絡內移動物體跟蹤裝置，其特征在于，包括：

網絡構建模塊，用于為觀測區域構建全覆蓋傳感器網絡；

鄰居確定模塊，用于為所述觀測區域中的每個傳感器節點確定一跳鄰居集合；

軌跡預測模塊，用于根據所述一跳鄰居集合，合作預測并記錄所述觀測區域中的移動物體運動軌跡；

定向天線發射角度計算模塊，用于根據前述預測軌跡的結果計算定向天線的發射角度，以喚醒下一跳節點的持續觀測。