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《西南交通大学》 2010年
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基于传送树的无线传感器网络移动目标定位跟踪技术研究

张怀堃  
【摘要】: 随着通信技术、嵌入式技术、微机电系统、传感器技术的迅速发展,具有一定感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器开始出现。无线传感器网络(WSN)能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,再传送到需要这些信息的用户。目标跟踪在军事和民用领域应用广泛,应用无线传感器网络的移动目标定位和跟踪技术更是目前研究的热点。如何提高移动目标的定位和跟踪准确度、改善无线传感器网络的能量有效性是无线传感器网络的移动目标定位和跟踪研究的关键技术。 目标定位是实现移动目标跟踪的前提和基础。论文首先详细介绍了常用的几种目标定位算法,并进行了分类比较。论文在质心定位算法的基础上,通过引入接收信号强度作为加权因子,提出了一类基于加权处理的改进质心定位算法,仿真结果表明,修正后的质心定位算法在定位精度方面有了明显的改善。此外,论文通过对现有定位算法的分析,提出了一种基于垂线的协作定位算法。相关分析表明,作为一类简化的定位算法,基于垂线的协作定位算法只需要简单的计算,以较低的复杂度即可实现较高的定位精度,能够满足一般目标定位的需要。 接着,论文讨论了目标跟踪研究的价值和意义,分析了基于无线传感器网络的目标跟踪的研究现状,并对当前比较有影响力的几种目标跟踪算法进行了分析和比较。论文着重讨论了基于传送树的跟踪算法(DCTC)。传送树是一种由目标附近的节点组成的动态树型结构,并且会随着目标的移动动态地添加或删除一些节点。移动目标附近的节点通过传送树结构进行协作跟踪,在保证对目标进行高效跟踪的同时尽可能地减少节点间的开销。论文在OPNET平台上实现了对传送树算法的仿真建模,相关仿真验证了结合修正质心定位算法和基于垂线的协作定位算法的跟踪树算法在移动目标跟踪中的有效性。论文在对传送树的能量模型分析的基础上,通过对传感器节点的监测半径实行动态控制,对现有传送树算法进行改进。相关仿真研究表明,优化后的传送树算法能够在保证目标跟踪顺利进行的前提下,有效地降低网络能耗,从而改善现有传送树算法的性能。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN95

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 徐彩;具有移动节点的无线传感器网络定位算法研究[D];南京理工大学;2011年
2 陈伟光;无线传感器网络基于节点选择的目标定位跟踪算法及其应用研究[D];西南交通大学;2011年
3 刘刚;无线传感器网络目标定位跟踪研究[D];江南大学;2012年
4 姚先连;分布式卡尔曼预测滤波跟踪算法研究[D];长春理工大学;2012年
5 李小艳;无线传感器网络动态管理技术[D];西北师范大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 肖健,吕爱琴,陈吉忠,朱明华;无线传感器网络技术中的关键性问题[J];传感器世界;2004年07期
2 李兴凯,谭永东;无线传感器网络协议栈分析[J];传感器世界;2005年11期
3 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽;无线传感器网络研究进展[J];计算机研究与发展;2005年01期
4 马祖长,孙怡宁,梅涛;无线传感器网络综述[J];通信学报;2004年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐磊;方红雨;李晓辉;;基于OPNET的无线信道接入协议仿真[J];安徽教育学院学报;2007年06期
2 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 岳青;张海辉;卢博友;;基于WSN的温室环境监测节点设计[J];安徽农业科学;2010年30期
9 余华;吕宁波;;基于无线传感器网络的农田信息管理系统的研究[J];安徽农业科学;2010年32期
10 冯立波;黄婷;罗桂兰;;基于WSN的森林火灾预警系统设计[J];安徽农业科学;2010年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
8 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
9 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 魏振春;杨尚仁;;一种自适应实时无线传感器网络路由协议[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 朱丽娜;大规模网络安全态势评估与防卫技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010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 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
3 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
4 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
5 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
6 张朝霞;基于AODV路由算法改进研究[D];湘潭大学;2010年
7 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
8 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
9 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
10 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[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 邓克波;刘中;;基于无线传感器网络动态簇的目标跟踪[J];兵工学报;2008年10期
2 任维政;徐连明;邓中亮;王川;;基于RSSI的测距差分修正定位算法[J];传感技术学报;2008年07期
3 田贤忠;陈登;胡同森;;无线传感器网络按需时间同步算法研究[J];传感技术学报;2008年11期
4 王森;陈颖文;徐明;邓罡;;无线传感器网络被动红外目标跟踪技术研究[J];传感技术学报;2008年11期
5 赵昭;陈小惠;;无线传感器网络中基于RSSI的改进定位算法[J];传感技术学报;2009年03期
6 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
7 危阜胜;胥布工;高焕丽;谢立华;;基于无线传感器网络的分布式处理目标跟踪系统[J];传感技术学报;2009年10期
8 周红波;邢昌风;耿伯英;程远国;;基于粒子滤波的二元无线传感器网络分布式目标跟踪研究[J];传感技术学报;2010年02期
9 魏雅川;梁彦;陈延军;周问天;;无线传感器网络自适应声音目标定位算法[J];传感技术学报;2010年03期
10 张鸿飞;董齐芬;俞立;;基于局部信标选择的无线传感器网络定位算法[J];传感技术学报;2010年04期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 孙晓艳;无线传感器网络目标跟踪问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 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
3 李莹莹;基于移动传感器网络的分布式节能目标跟踪研究[D];国防科学技术大学;2008年
4 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
5 龚本灿;无线传感器网络路由技术研究[D];武汉理工大学;2009年
6 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
7 刘苏敏;无线传感器网络节点管理技术研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘凯;无线传感器网络节点故障诊断算法研究[D];江南大学;2011年
2 牛小娇;无线传感器网络分簇路由协议及算法研究[D];山东大学;2011年
3 张倩;基于TinyOS的无线传感器网络路由协议设计与实现[D];西北工业大学;2006年
4 熊昊翔;无线传感器网络中基于节能的路由协议研究[D];长沙理工大学;2007年
5 袁延召;基于无线传感器网络的目标追踪算法研究[D];大连理工大学;2007年
6 周晖;无线传感器网络中目标定位的研究[D];上海交通大学;2008年
7 吕珊;基于位置信息的无线传感器路由算法研究[D];湖南大学;2008年
8 陈泽云;无线传感器网络的定位算法和超帧调度机制的研究[D];浙江大学;2008年
9 宋玉梅;无线传感器网络节点定位技术研究与实现[D];电子科技大学;2008年
10 宋军钢;无线传感器网络自身定位算法研究[D];南京理工大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 姜峰;;无线传感网络定位集成技术在建筑材料项目管理中的应用研究[J];湘潭大学自然科学学报;2012年03期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 黄进宏,左菲,曾明;一种基于能量优化的无线传感网络自适应组织结构和协议[J];电讯技术;2002年06期
2 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】
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3 陈红;肖军;苏洁;;基于DSP的动态传感器网络实验平台的设计和开发[J];信息与控制;2006年02期
4 刘媛;邴志刚;;基于RFID的智能仓储管理系统的研发[J];天津工程师范学院学报;2006年03期
5 李凯;;无线传感器网络协议与研究[J];中国科技信息;2007年04期
6 王日俊;刘峰;凌国宇;周金龙;;浅谈传感器的发展[J];甘肃科技纵横;2007年03期
7 丰少伟;彭鹏菲;程远国;;传感器网络的数据查询处理技术研究[J];舰船电子工程;2008年01期
8 肖德琴;冯健昭;周权;杨波;;基于高斯分布的传感器网络信誉模型[J];通信学报;2008年03期
9 张玲玉;张玉峰;李凤霞;李丽敏;;用于智能交通系统的无线传感器网络[J];硅谷;2009年15期
10 胡博;沈军;;空降作战中传感器网络需求分析[J];国防科技;2009年04期
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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 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
10 房栋;李宇;尹力;黄海宁;;水声传感器网络MAC协议研究与实现[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
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1 杨志杰;物联网两项行业标准正式立项[N];中国建设报;2010年
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3 许泳;传感器网络将与互联网融合[N];计算机世界;2007年
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5 ;中国首台IPv6微型传感路由器诞生[N];网络世界;2006年
6 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
7 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
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
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1 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
2 王越超;中高速传感器网络服务质量保障关键技术研究[D];广东工业大学;2012年
3 张可;无线移动自组织及传感器网络中若干问题的研究[D];电子科技大学;2010年
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5 吴晓培;传感器网络的部署以及节能研究[D];电子科技大学;2012年
6 易叶青;传感器网络中基于数字水印的安全数据收集机制[D];湖南大学;2011年
7 张晓丽;光纤结构健康监测系统及其传感器网络可靠性研究[D];南京航空航天大学;2012年
8 郜帅;移动传感器网络高效数据收集机制研究[D];北京交通大学;2010年
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10 解文斌;面向监测应用的传感器网络关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
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4 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
5 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
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7 王岩;基于流场守恒律模型的传感器网络路由技术研究[D];南京理工大学;2010年
8 王肯生;电力载波传感器网络路由算法的研究[D];中国石油大学;2010年
9 何鎏;基于嵌入式系统和现场总线的多参量传感器网络研究[D];上海交通大学;2011年
10 张军;非均匀无线多媒体传感器网络路由算法及其仿真与研究[D];陕西师范大学;2010年
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