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面向目标跟踪的传感器网络睡眠调度协议*

2012-07-25熊庆宇张志强

传感器与微系统 2012年2期

王 楷,任 静,熊庆宇,张志强

(重庆大学自动化学院,重庆 400030)

0 引言

目标跟踪是无线传感器网络的重要应用之一,传感器节点具有体积小、价格低、布撒容易等优点,但是由于其能量有限[1],影响到许多应用的生命周期,因此,减少节点能耗是在设计目标跟踪算法时首要考虑的因素。目前,很多睡眠调度策略[2]已经广泛地应用于无线传感器网络中,可以大大地节省能耗,然而,现有的睡眠调度协议[3,4]没有考虑到目标跟踪应用的实际要求,直接应用到目标跟踪任务中不仅不能降低能耗[5],而且还会导致目标跟踪质量退化。

为了能在能量有效性和跟踪质量之间做出平衡[6],本文提出一种面向目标跟踪的传感器网络睡眠调度协议(sleep scheduling protocol for target tracking in sensor networks,TTSSP),本算法将所有的传感器节点分为侦测、通信、跟踪、睡眠4个状态,针对不同的节点分配不同的几种状态,各个节点在不同的状态之间进行转换。在初始状态整个监控区域没有目标时,监控区域节点按照目标跟踪前的节点调度;当有目标进入监控区域时,节点调度进入跟踪调度策略,边界簇头节点转入跟踪状态,其他节点以一定的周期在睡眠和通信状态之间进行切换,等待被唤醒;当目标发生意外丢失时,则进入目标丢失时的节点调度策略。TTSSP在降低跟踪能耗的同时能够很好地保证跟踪质量。

本文首先从能耗入手,更加细致地划分了不同节点各个跟踪节点的工作模式,提出能量有效的睡眠调度机制,平衡跟踪质……

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