[发明专利]一种无线传感器网络动态分簇目标跟踪方法及装置

权利要求书

1.一种无线传感器网络动态分簇目标跟踪方法，其特征在于，包括：

S1：当运动目标进入传感器网络监控区域，在运动目标位置检测范围内的感知节点应用RSSI目标探测模型，计算感知节点与运动目标的相对距离值，通过感知节点与运动目标的相对距离值选择感知节点为簇员节点建立初始动态簇；

S2：簇员节点通过时分竞选传输模型交换各自对运动目标的探测信息，再通过能量均衡的最远节点调度策略选择最优簇头节点；

S3：最优簇头节点执行加权质心定位算法计算运动目标位置，完成对运动目标的跟踪操作；

其中，所述步骤S2包括：

簇员节点通过时分竞选传输模型发送的预定的发送定时器Tsender与接收定时器Treceiver状态交换各自对运动目标的探测信息，再通过能量均衡的最远节点调度策略选择最优簇头节点；

其中，所述步骤S2具体包括：

簇员节点通过预定的发送定时器Tsender与接收定时器Treceiver状态，接收邻居节点的坐标、邻居节点对运动目标的探测信息即邻居节点跟运动目标的相对距离、邻居节点剩余能量与邻居节点跟运动目标的相对距离的加权综合参数信息并转存至簇员节点的数据栈，簇员节点判断发送定时器Tsender是否到期，若否，则簇员节点继续接收邻居节点的坐标、邻居节点对运动目标的探测信息即邻居节点跟运动目标的相对距离、邻居节点剩余能量与邻居节点跟运动目标的相对距离的加权综合参数信息并转存至簇员节点的数据栈，若是，则簇员节点转存并广播自身坐标、自身对运动目标的探测信息即簇员节点i跟运动目标的相对距离d_i、簇员节点i剩余能量e_i与簇员节点i跟运动目标的相对距离d_i的加权综合参数T_i信息，簇员节点继续判断接收定时器Treceiver是否到期，若否，则簇员节点继续接收邻居节点的坐标、邻居节点对运动目标的探测信息即邻居节点跟运动目标的相对距离、邻居节点剩余能量与邻居节点跟运动目标的相对距离的加权综合参数信息并转存至簇员节点的数据栈，若是，则簇员节点选择簇员节点数据栈中加权综合参数值最小的簇员节点为最优簇头节点，其中簇员节点i剩余能量e_i与簇员节点i跟运动目标的相对距离d_i的加权综合参数T_i为：

α为取值在(0,1)之间的权重因子，e_i为簇员节点i的剩余能量，e₀为簇员节点i的初始能量值，d_i为簇员节点i与运动目标的相对距离，d₀为簇员节点i激活阈值，d_m为预定的距离阈值，预置d₀＝d_m。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络动态分簇目标跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

当运动目标进入传感器网络监控区域，在运动目标位置检测范围内的感知节点i应用RSSI目标探测模型，分别通过感知节点离运动目标处d即信号传播距离为d的接收信号强度RSSI公式和信号传播距离d与接收信号强度RSSI之间的关系公式，计算感知节点i与运动目标的相对距离d_i值，通过感知节点i与运动目标的相对距离d_i值和运动目标被感知节点i探测并激活簇员节点CM公式，选择感知节点为簇员节点建立初始动态簇，其中感知节点离运动目标处d的接收信号强度RSSI公式为：

信号传播距离d与接收信号强度RSSI之间的关系公式为：

运动目标被感知节点i探测并激活簇员节点CM公式为：

其中R为参考距离d处接收信号强度值，λ为路径衰减指数，d₀为簇员节点激活阈值，ξ_σ为均值为0标准差为σ的高斯分布噪声。