English
Energy-Efficient Node Scheduling Method for Cooperative Target Tracking in Wireless Sensor Networks
文件大小：
126k
资源说明：无线传感网络中节能节点调度方法用于协作目标跟踪
在无线传感网络（WSN）中，传感器节点通常资源有限，包括低成本、能量有限以及感知范围有限。这些节点配备了一个或多个传感器，能够对邻近区域的信息进行感知、测量和收集。利用传感器节点实现目标跟踪是无线传感网络中的一个挑战性问题，特别是当节点需要消耗大量能量以提升跟踪性能时。本文提出了一种节能的节点调度方法，旨在最小化能量消耗的同时确保跟踪精度。构建了卡尔曼-共识滤波器来提高跟踪精度并预测目标位置。基于预测的位置，采用了一种自适应节点调度机制来动态调整采样间隔和活跃节点的数量。与传统搜索算法不同，调度问题被分解为解耦采样间隔和节点数量。然后将节点索引映射到实数域，以获得封闭形式的解决方案来决定哪些节点是活跃的。因此，提出了避免NP完全性质的方法。提出的调度方法可以在最小化能量消耗的同时保持跟踪精度。仿真结果验证了其在无线传感网络目标跟踪中的有效性能。
无线传感网络(Wireless Sensor Networks, WSN)由大量低成本、能量有限、感知范围有限的微型节点组成，近年来在研究领域广受关注。这些节点配备了传感器，能够对周边区域的信息进行感测、测量和收集。利用传感节点实现目标跟踪在资源受限的无线传感网络中是一个挑战性问题，因为跟踪节点通常需要消耗大量能量以改善跟踪性能。本文提出了一种新的节能节点调度方法，该方法旨在最小化能量消耗，同时确保跟踪的准确性。
为了解决这一挑战，本研究首先构建了基于卡尔曼-共识滤波器的跟踪系统。该滤波器结合了卡尔曼滤波器和共识滤波的优点，能够提高目标跟踪的精度并预测目标的位置。基于预测的目标位置，本研究提出了一种自适应的节点调度机制。这种机制能够动态地调整采样间隔和活跃节点的数量，以进一步节约能量。
在调度问题的处理上，本文提出的算法并非采用传统的搜索算法，而是通过对调度问题进行分解，解耦采样间隔与节点数量之间的关系。这种分解使得每个节点的活跃状态可以映射到实数域，并得到一个封闭形式的解决方案。通过这种方法，有效地避免了问题的NP完全性质，从而在保证跟踪精度的同时，最大程度地减少了能量消耗。
通过仿真实验验证了该节能调度方法的有效性。仿真实验表明，该方法能够在无线传感网络中实现有效的目标跟踪，同时显著降低能耗。
在无线传感器网络的研究中，节点的高效调度是一个持续探索的领域。目标跟踪在很多应用中都是一个重要的功能，比如在野生动物监测、军事侦查、交通流量监控等方面。传统方法在节点调度上可能会造成大量能量的浪费，因此，本文提出的方法在降低能量消耗方面具有重要的实际应用价值。
此外，对于无线传感网络的节点调度研究，通常会涉及一系列的优化算法和数学模型，包括但不限于线性规划、非线性规划、组合优化等。这些模型和算法能够帮助研究者解决节点调度问题中的复杂性和挑战性。
总结来看，本文提出的节能节点调度方法在提高目标跟踪的准确性以及降低能量消耗方面表现出了显著的成效，并且通过实验证明了其在无线传感器网络中的实用性和高效性。这一成果不仅为无线传感器网络的目标跟踪问题提供了新的解决方案，也为今后的相关研究和应用奠定了基础。
本源码包内暂不包含可直接显示的源代码文件，请下载源码包。
