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《浙江大学》 2006年
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面向目标跟踪的自组织传感网研究

李石坚  
【摘要】:传感器网络是由大量自治的微型感知设备以Ad-Hoc等方式构建形成,并能够协同地对某种物理现象进行感知的网络,目标跟踪是传感器网络应用的重要方面。本文详细分析了将自组织传感器网络应用于目标跟踪应用所必须解决的多个关键问题——布局、覆盖和节点定位,并针对这些相互关联的问题提出了一套较完整的创新性解决方案。本文所做的主要工作如下: 1.提出了一种目标相关的传感器网络布局方法。针对实物实验中发现的传感器布局方面的问题,本文提出了目标相关的虚拟力布局方法,用这种方法可令原本随机分布的传感器自组织地合理排布于“感兴趣区域”(ROI)中,基于这种传感器布局,传感器之间可以根据目标位置动态调整自身位置,以获取更好的观测效果。在此基础上,我们还进一步提出了根据传感器重要性进行节点保护的策略。 2.提出了基于覆盖的传感器网络布局分析和改进策略。为了分析布局的性能并对布局进行改进,本文针对区域覆盖进行了分析,提出了一种新颖的对ROI的正三角形区域划分方法,并基于此分析得出了传感器网络的覆盖和连通概率与节点感知半径、发射半径、失效概率及节点数量的关系,该关系对传感器网络的构建具有一定的指导意义。同时,本文还分析了栅栏覆盖问题,并基于对最大支撑路径的分析和实验得出了增量式传感器布局的启发式规则,这些规则可以用来分析和完善已有布局中存在的弱点或漏洞。 3.提出了一种新的基于移动灯塔最优路径的传感器定位方法。当布局和覆盖分析完成后,本文针对矩形ROI和任意形状ROI分别给出了移动最优灯塔信号发射点获取算法,并结合旅行商算法得到周游发射点的最优路径作为灯塔移动路径。当移动灯塔按最优路径移动并在预定发射点发送无线电信号时,待定位的传感器节点即可根据三边测量法计算自身坐标,完成定位。此外,这种方法中体现了基于最优位置遍历的移动灯塔路径设计思想,这一想法很容易与现有的各种基于灯塔布局的定位算法相结合,得到一系列满足不同性能要求的灯塔路径,从而可利用移动灯塔完成原本需要多个灯塔形成特定布局方能完成的定位工作,这大大扩展了移动灯塔定位方法的适用范围。 根据以上各部分成果,我们进行了基于传感器网络的目标跟踪实验,
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 程远国;李国徽;;传感器网络汇聚数据包路由协议[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年12期
2 秦宁宁;蒋敏峰;熊伟丽;徐保国;;传感器网络中节点感应模型与相关工作的比较[J];计算机应用研究;2010年09期
3 程远国;聂舟;;基于曲线运动方程的传感器网络目标跟踪算法[J];探测与控制学报;2008年04期
4 王正国;;大规模无线传感器网络技术在电力架空输电线路中的应用研究[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2011年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 周强;基于形式化特征分类的机会网络路由规则研究[D];浙江大学;2010年
2 秦宁宁;无线传感器网络栅栏覆盖的研究[D];江南大学;2008年
3 邓克波;基于无线传感器网络的能量有效的目标探测、定位与跟踪技术研究[D];南京理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 常光强;无线传感器网络中连通与覆盖控制算法研究[D];中南大学;2011年
2 曹峰;MTACA:一种面向感知QoS的无线传感器网络覆盖控制方法[D];浙江大学;2007年
3 史斌彬;无线传感器网络节点部署算法研究[D];江南大学;2008年
4 庞华信;无线传感器网络协同技术研究及在多目标跟踪中的应用[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 俞靓;保障覆盖连通质量的节点部署机制[D];浙江大学;2009年
6 孔瑞;基于ZigBee技术的柜式秤的研制[D];成都理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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3 李石坚;徐从富;吴朝晖;潘云鹤;;面向目标跟踪的传感器网络布局优化及保护策略[J];电子学报;2006年01期
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5 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
6 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
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8 任彦;张思东;张宏科;;无线传感器网络中覆盖控制理论与算法[J];软件学报;2006年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦大力;唐颖;;无线传感器网络的安全性研究[J];安防科技;2006年06期
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3 黄布毅;何超前;李冬富;石军;;基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计[J];安防科技;2008年03期
4 聂宽胜;刘军;;WSN定位算法实际应用性能评价指标及其影响因素的分析[J];安防科技;2009年06期
5 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
6 霍军;刘建平;;无线传感器网络在武警部队的应用[J];安防科技;2010年03期
7 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
8 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
9 叶青;周鸣争;;基于“基站”通信原理的无线传感器网络认证技术[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年02期
10 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭刚;刘戎;;一种改进的无线传感器网络DV-Hop定位算法[A];广西计算机学会25周年纪念会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
2 周大杰;朱玉霞;杜红;刘锐;;物联网技术在环境监管能力建设中的应用研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
3 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 ;Energy-Efficient Optimal Scheme Based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 彭力;张炜;;基于循环求精的APIT无线传感器网络定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 解迎刚;王志良;郑珊山;;基于LANDMARC及其算法改进的RFID室内定位研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
4 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
7 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
8 刘昕;基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究[D];华中科技大学;2010年
9 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 肖美华;无线传感器网络节点定位关键技术研究[D];南昌航空大学;2010年
3 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
4 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
5 纪江涛;基于传感器网络的智能交通系统模型应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
7 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
8 韩蕾;K重覆盖算法在WSN最大支持路径中的研究[D];长春理工大学;2010年
9 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
10 丁代民;基于ZigBee的自行火炮定位布阵系统研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
2 文黎明;龙亚兰;;物联网在农业上的应用[J];现代农业科技;2010年15期
3 屈玉贵,翟羽佳,蔺智挺,赵保华,张英堂;一种新的无线传感器网络传感器放置模型[J];北京邮电大学学报;2004年06期
4 蒋鹏;孔一凡;;面向水环境监测的无线传感器网络数据视频基站设计[J];传感技术学报;2008年09期
5 蒋鹏;陈峰;;基于概率的三维无线传感器网络K-覆盖控制方法[J];传感技术学报;2009年05期
6 张石;鲍喜荣;陈剑;贾英华;;无线传感器网络中移动节点的分布优化问题[J];东北大学学报(自然科学版);2007年04期
7 李石坚;徐从富;吴朝晖;潘云鹤;;面向目标跟踪的传感器网络布局优化及保护策略[J];电子学报;2006年01期
8 任彦;张思东;张宏科;;无线传感器网络三维空间最佳覆盖路由协议[J];电子学报;2006年02期
9 刘文红;张宏科;陶丹;;一种适用于唤醒机制的异构传感器网络节点协同唤醒路由算法[J];电子学报;2007年07期
10 刘丽萍;王智;孙优贤;;无线传感器网络部署及其覆盖问题研究[J];电子与信息学报;2006年09期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林瑞仲;面向目标跟踪的无线传感器网络研究[D];浙江大学;2005年
2 郑增威;基于能量高效的传感器网络路由算法研究[D];浙江大学;2005年
3 任智;移动Ad Hoc网络路由算法及协议研究[D];电子科技大学;2005年
4 蒋杰;无线传感器网络覆盖控制研究[D];国防科学技术大学;2005年
5 汪学清;无线传感器网络中连通与覆盖问题研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 刘丽萍;无线传感器网络节能覆盖[D];浙江大学;2006年
7 吴震东;无线传感器网络多节点协同相关问题研究[D];浙江大学;2007年
8 申兴发;基于无线传感器网络的分布式定位跟踪系统[D];浙江大学;2007年
9 王睿;面向目标感知的无线传感器网络自组织技术[D];西北工业大学;2007年
10 李莉;无线地下传感器网络关键技术的研究[D];北京邮电大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 饶大展;传感器网络覆盖算法研究[D];浙江大学;2006年
2 潘家根;无线传感器网络通信机制与节能的研究[D];电子科技大学;2007年
3 曹峰;MTACA:一种面向感知QoS的无线传感器网络覆盖控制方法[D];浙江大学;2007年
4 吕伟琴;无线传感器网络的能量均衡自适应路由算法研究[D];中国海洋大学;2007年
5 侯佳佳;基于ZigBee的温室WSN监测系统的设计与研究[D];江苏大学;2009年
6 谢志超;基于数据压缩的温室无线传感器网络数据传输技术[D];江苏大学;2009年
7 曹明华;基于无线传感器网络的环境监测系统设计与应用[D];兰州理工大学;2009年
8 陈学川;基于ZigBee技术的无线粮情监测系统平台的设计与实现[D];北京邮电大学;2009年
9 黄伟;基于无线传感器网络的远程数据获取平台设计及相关问题研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 张磊;智能节水灌溉系统的无线传感器网络设计[D];大连理工大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 文莎;胡小青;;可预测的动态联盟协同跟踪机制研究[J];计算机仿真;2010年07期
2 秦宁宁;蒋敏峰;徐保国;;传感器网络节点数目算法的比较研究[J];计算机应用研究;2010年11期
3 纪芩;俞智慧;;粒子群优化算法在无线传感节点的部署应用探讨[J];科技广场;2012年09期
4 吴进;;基于数据包选路分析的移动IP实现[J];西安邮电学院学报;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 班冬松;无线传感器网络栅栏覆盖关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 范高俊;无线传感器网络覆盖性能评估与提高[D];国防科学技术大学;2009年
3 胡冰;无线传感器网络节点定位与目标跟踪技术研究[D];武汉理工大学;2010年
4 曹斌;生物启发式智能计算及其应用的研究[D];吉林大学;2012年
5 罗卿;无线传感器网络中的栅栏覆盖研究[D];湖南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
2 陈善涛;基于ZigBee的移动目标追踪系统QoS改进[D];浙江大学;2011年
3 陈卓;无线传感器网络路由协议研究[D];复旦大学;2010年
4 李相全;无线电传感器网络的定位算法研究[D];中国石油大学;2011年
5 袁博;无线传感器网络分簇覆盖算法研究[D];华中科技大学;2011年
6 付明亮;基于无线传感器网络的覆盖与连通问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 张茜;无线传感器网络节点分类调度算法研究[D];南京邮电大学;2012年
8 孙晓宇;基于SCA算法的无线传感器网络路由协议的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 桂高杰;基于WSN的环境温度监控系统设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 俞靓;保障覆盖连通质量的节点部署机制[D];浙江大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
2 李建中,李金宝,石胜飞;传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展[J];软件学报;2003年10期
3 曾鹏,于海斌,梁英,尚志军,王忠锋;分布式无线传感器网络体系结构及应用支撑技术研究[J];信息与控制;2004年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程远国;余华;;一种传感器网络中频繁移动模式挖掘算法[J];郑州大学学报(理学版);2007年04期
2 李国徽;程远国;;传感器网络中频繁移动模式挖掘算法研究[J];小型微型计算机系统;2008年06期
3 程远国;聂舟;;基于曲线运动方程的传感器网络目标跟踪算法[J];探测与控制学报;2008年04期
4 程远国;李国徽;;一种面向目标跟踪应用的传感器网络路由协议[J];传感技术学报;2008年10期
5 肖延国;魏建明;邢涛;阴泽杰;刘海涛;;分布式Unscented粒子滤波跟踪[J];光学精密工程;2009年07期
6 路遥;;一种基于区域联盟的传感器网络协同目标跟踪研究[J];硅谷;2010年01期
7 程荣;;一种新的面向目标跟踪的传感器节点调度策略[J];微处理机;2008年06期
8 程远国;李煜;;基于双层预测机制的传感器网络目标跟踪算法[J];计算机科学;2009年02期
9 李石坚;廖备水;吴健;;面向目标跟踪的传感器网络设计、实现和布局优化[J];传感技术学报;2007年12期
10 杨津骁;丁慧勇;程远国;;基于多智能体的传感器网络协同目标跟踪技术研究[J];军事运筹与系统工程;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢志军;陈红;;传感器网络中能量高效的聚集算法研究[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
2 解婷婷;樊小泊;陈红;;传感器网络中基于动态线路的连续查询处理[A];第二十三届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2006年
3 程时端;;传感器网络[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2004年年会论文集[C];2004年
4 谢志军;陈红;;传感器网络中能量高效的区域连接算法研究[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
5 姚剑波;;无线Mesh传感器网络中的位置隐私[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
6 纪守领;李金宝;;基于公共子树缓存的传感器网络查询技术研究[A];第26届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2009年
7 曾加;慕春棣;胡建斌;;基于博弈论的传感器网络能量平衡路由[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 曾明;胥布工;;基于分层的传感器网络自组织拓扑控制算法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 张和生;潘成;杨军;贾利民;董宏辉;梁玉庆;梁乙朝;;一种面向交通状态获取传感器网络体系结构的设计与实现[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 布轩;传感器网络标准工作组在北京成立[N];中国电子报;2009年
3 许泳;传感器网络将与互联网融合[N];计算机世界;2007年
4 记者 过国忠 通讯员 王楠;传感器网络SoC芯片制成[N];科技日报;2010年
5 ;中国首台IPv6微型传感路由器诞生[N];网络世界;2006年
6 本报记者 吴磊;物联网关键技术亟待突破[N];通信产业报;2009年
7 记者 过国忠;我国传感网首批6项标准发布[N];科技日报;2011年
8 工业和信息化部 通信科技委委员 侯自强;物联网仅仅才开始[N];计算机世界;2009年
9 本报记者 韩义雷 过国忠;无锡加快建设物联网“感知中国”中心[N];科技日报;2009年
10 通讯员  张兰 记者  赵凤华;我国研制出首套IPv6微型传感路由器[N];科技日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李石坚;面向目标跟踪的自组织传感网研究[D];浙江大学;2006年
2 唐军;目标跟踪WMSN的定位方法与动态分簇研究[D];浙江大学;2009年
3 何衍;机动目标跟踪与传感器网络自组织[D];浙江大学;2001年
4 朱娟;蒙特卡洛滤波算法在目标跟踪中的应用[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
5 王宏强;目标融合跟踪技术及性能预测研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
6 詹建;基于无线传感器网络的协同技术研究[D];兰州大学;2007年
7 赵静;无线多媒体传感器网络的覆盖控制与目标跟踪问题研究[D];兰州理工大学;2010年
8 张鹏林;复杂场景视频序列图像运动物体提取方法研究[D];武汉大学;2005年
9 薛皓;时间异步条件下的无线传感器网络目标跟踪关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年
10 李鸿斌;面向目标跟踪的移动无线传感器协作算法研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗世亮;传感器网络通信协议的初步研究[D];广东工业大学;2005年
2 王权;无线传感器网络目标跟踪关键技术研究[D];西北工业大学;2007年
3 饶大展;传感器网络覆盖算法研究[D];浙江大学;2006年
4 孟沙;基于传感器网络的目标跟踪应用算法的研究和改进[D];电子科技大学;2004年
5 刘广;基于NS2的无线多媒体传感器网络多路径路由算法仿真与实现[D];陕西师范大学;2010年
6 沈昊为;传感器网络中基于Voronoi网格的快速覆盖判定算法研究[D];湖南大学;2010年
7 刘斌;跨层优化技术在传感器网络中的研究与应用[D];太原理工大学;2011年
8 彭蓓雷;基于低时延和区分服务的中高速传感器网络QoS保证MAC协议研究[D];广东工业大学;2011年
9 李白莉;改进DV-Hop算法在随机传感器网络中的应用研究[D];太原科技大学;2011年
10 沈卓;基于虚拟MIMO的无线温室测控系统传感器网络结构研究[D];江苏大学;2010年
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