[发明专利]一种无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法

说明书

本发明公开了一种无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法，当目标足够接近覆盖区域的边界时，执行节点加入算法形成初始树，靠近目标的其中一个节点被选为临时根；每个感知到目标的节点使用模糊推理规则来找到它与目标的模糊距离；从“非常远”区域进入到“远”区域的节点执行节点加入算法，然后传送树进行重新配置；为了使根尽可能接近目标，算法从“非常近”区域选择一个节点作为永久根；当临时根远离目标和改变区域时将广播其状态；声明为新的临时根时广播此信息，每个现有节点更新其数据库，旧的临时根将新的根设置为其父节点。本发明的传送树是在覆盖区域内目标的周围建立的，可以实现100％的覆盖，提高了获取信息的准确性。

技术领域

本发明属于无线传感网络领域，涉及一种无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是由部署在覆盖区域内的大量廉价微型传感器节点组成，这些节点具有通信能力和计算能力，通过多跳无线通信的方式构成自组织网络系统，对覆盖区域内的环境或监测对象的信息实时感知、采集和处理，并将处理后的信息传送到感兴趣的网络终端用户。作为一个新兴的热点领域，无线传感器网络以其先进的理念和广泛的应用前景日益受到全球学术界与工业界的高度关注，被看作是继因特网之后将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT技术之一，其广阔的应用前景引起了全世界范围的广泛关注，由此衍生的很多技术问题也成为国内外研究的热点。

WSNs非常重要的应用领域是监视、栖息地检测等，在覆盖区域内部署网络来跟踪目标的移动。跟踪目标的方法之一是使用传送树。感知到目标的节点相互协作在目标周围形成一个有根的树形结构。随着目标的移动树形结构将进行重新配置。这个树形结构在覆盖区域内总是随着目标移动，因此被称为传送树。当目标移动时新的节点加入树中而一些旧的节点离开树。树中的任何节点不会将收集的数据直接发送到基站，而是发送到根节点。因为树中的所有节点都在感知同一个目标，在收集到的数据过程中有大量的数据冗余。

目前，基于传送树的目标跟踪算法中，很少可以实现100％的树覆盖率，并且随着传送树的移动，不断有节点加入和移出，传送树需要不断进行构建和重新配置，使得无线传感器网络的能量损耗增大，导致整个网络的寿命减小。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种无线传感器网络中基于动态传送树的移动目标跟踪方法，利用一种模糊感知模型实现了传送树的扩张、删减以及树的重新配置，具有100％的树覆盖率和低能耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法，包含以下步骤：

1)当目标足够接近覆盖区域的边界时，沿着边界或靠近边界的一些节点开始监测到目标，这些节点执行节点加入算法形成初始树，靠近目标的其中一个节点被选为临时根；

2)每个感知到目标的节点使用模糊推理规则来找到它与目标的模糊距离，无线传感器网络内的每个节点都必须属于其中某一个模糊区域，具体取决于它们与目标的模糊距离，如果任何节点超出目标的范围，则该节点属于“非常远”区域；

3)从“非常远”区域进入“远”区域的节点执行节点加入算法，类似地，从“远”区域移动到“非常远”区域的节点将成为需要从树中删除的候选节点，并且执行节点删减算法，只要这些节点改变它们的模糊区域，传送树就要进行重新配置；

4)为了使根尽可能接近目标，算法从“非常近”区域选择一个节点作为永久根，如果在“非常近”区域中存在多于一个节点，则具有最高等级的节点将被选择为永久根，如果“非常近”区域中不存在节点，则来自最近区域的节点将被选择为临时根；

5)当临时根远离目标并改变区域时将广播其状态；