[發(fā)明專利]一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇目標(biāo)跟蹤方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710087019.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN107087290B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許亮;魏明東;何小敏;汪明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W40/10
• 分類號(hào): H04W40/10;H04W40/20;H04W52/02;H04W84/18
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，包括：

S1：當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)入傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置檢測范圍內(nèi)的感知節(jié)點(diǎn)應(yīng)用RSSI目標(biāo)探測模型，計(jì)算感知節(jié)點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離值，通過感知節(jié)點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離值選擇感知節(jié)點(diǎn)為簇員節(jié)點(diǎn)建立初始動(dòng)態(tài)簇；

S2：簇員節(jié)點(diǎn)通過時(shí)分競選傳輸模型交換各自對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測信息，再通過能量均衡的最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略選擇最優(yōu)簇頭節(jié)點(diǎn)；

S3：最優(yōu)簇頭節(jié)點(diǎn)執(zhí)行加權(quán)質(zhì)心定位算法計(jì)算運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤操作；

其中，所述步驟S2包括：

簇員節(jié)點(diǎn)通過時(shí)分競選傳輸模型發(fā)送的預(yù)定的發(fā)送定時(shí)器Tsender與接收定時(shí)器Treceiver狀態(tài)交換各自對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測信息，再通過能量均衡的最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略選擇最優(yōu)簇頭節(jié)點(diǎn)；

其中，所述步驟S2具體包括：

簇員節(jié)點(diǎn)通過預(yù)定的發(fā)送定時(shí)器Tsender與接收定時(shí)器Treceiver狀態(tài)，接收鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測信息即鄰居節(jié)點(diǎn)跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離、鄰居節(jié)點(diǎn)剩余能量與鄰居節(jié)點(diǎn)跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離的加權(quán)綜合參數(shù)信息并轉(zhuǎn)存至簇員節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)棧，簇員節(jié)點(diǎn)判斷發(fā)送定時(shí)器Tsender是否到期，若否，則簇員節(jié)點(diǎn)繼續(xù)接收鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測信息即鄰居節(jié)點(diǎn)跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離、鄰居節(jié)點(diǎn)剩余能量與鄰居節(jié)點(diǎn)跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離的加權(quán)綜合參數(shù)信息并轉(zhuǎn)存至簇員節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)棧，若是，則簇員節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)存并廣播自身坐標(biāo)、自身對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測信息即簇員節(jié)點(diǎn)i跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離d_i、簇員節(jié)點(diǎn)i剩余能量e_i與簇員節(jié)點(diǎn)i跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離d_i的加權(quán)綜合參數(shù)T_i信息，簇員節(jié)點(diǎn)繼續(xù)判斷接收定時(shí)器Treceiver是否到期，若否，則簇員節(jié)點(diǎn)繼續(xù)接收鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測信息即鄰居節(jié)點(diǎn)跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離、鄰居節(jié)點(diǎn)剩余能量與鄰居節(jié)點(diǎn)跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離的加權(quán)綜合參數(shù)信息并轉(zhuǎn)存至簇員節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)棧，若是，則簇員節(jié)點(diǎn)選擇簇員節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)棧中加權(quán)綜合參數(shù)值最小的簇員節(jié)點(diǎn)為最優(yōu)簇頭節(jié)點(diǎn)，其中簇員節(jié)點(diǎn)i剩余能量e_i與簇員節(jié)點(diǎn)i跟運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離d_i的加權(quán)綜合參數(shù)T_i為：

α為取值在(0,1)之間的權(quán)重因子，e_i為簇員節(jié)點(diǎn)i的剩余能量，e₀為簇員節(jié)點(diǎn)i的初始能量值，d_i為簇員節(jié)點(diǎn)i與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離，d₀為簇員節(jié)點(diǎn)i激活閾值，d_m為預(yù)定的距離閾值，預(yù)置d₀＝d_m。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分簇目標(biāo)跟蹤方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：

當(dāng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)入傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控區(qū)域，在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)位置檢測范圍內(nèi)的感知節(jié)點(diǎn)i應(yīng)用RSSI目標(biāo)探測模型，分別通過感知節(jié)點(diǎn)離運(yùn)動(dòng)目標(biāo)處d即信號(hào)傳播距離為d的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI公式和信號(hào)傳播距離d與接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI之間的關(guān)系公式，計(jì)算感知節(jié)點(diǎn)i與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離d_i值，通過感知節(jié)點(diǎn)i與運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的相對(duì)距離d_i值和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)被感知節(jié)點(diǎn)i探測并激活簇員節(jié)點(diǎn)CM公式，選擇感知節(jié)點(diǎn)為簇員節(jié)點(diǎn)建立初始動(dòng)態(tài)簇，其中感知節(jié)點(diǎn)離運(yùn)動(dòng)目標(biāo)處d的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI公式為：

信號(hào)傳播距離d與接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI之間的關(guān)系公式為：

運(yùn)動(dòng)目標(biāo)被感知節(jié)點(diǎn)i探測并激活簇員節(jié)點(diǎn)CM公式為：

其中R為參考距離d處接收信號(hào)強(qiáng)度值，λ為路徑衰減指數(shù)，d₀為簇員節(jié)點(diǎn)激活閾值，ξ_σ為均值為0標(biāo)準(zhǔn)差為σ的高斯分布噪聲。