魏明东，何小敏，许 亮

(广东工业大学 自动化学院，广州510006)

基于能量优化的无线传感器网络动态分簇目标跟踪

魏明东，何小敏，许 亮*

(广东工业大学 自动化学院，广州510006)

(*通信作者电子邮箱celiangxu@gdut.edu.cn)

针对无线传感器网络动态分簇目标跟踪中的数据碰撞与簇首选择过程导致能耗过高问题，提出一种基于能量优化的无线传感器网络动态分簇方法。首先,构建时分竞选传输模型，主动避免动态簇内数据碰撞，降低节点能耗；然后,基于能量信息与跟踪质量，提出能量均衡的最远节点调度策略，优化簇头节点调度;最后,根据加权质心定位算法，完成目标跟踪任务。实验结果表明：在节点随机部署的环境下，所提方法对于非线性运动目标的平均跟踪精度为0.65 m，与多目标跟踪动态簇员选择方法(DCMS)相当，比分布式事件定位动态分簇目标跟踪算法(DELTA)提高了45.8%；能量消耗方面，与DCMS和DELTA相比，所提方法的动态跟踪簇能量消耗有效降低了61.1%，延长了网络寿命。

无线传感器网络；目标跟踪；能量优化；动态分簇；时分竞选传输模型

0 引言

目标跟踪是无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)一个重要且典型的应用，因其具有可快速部署、可自组织、实时性好、隐蔽性强等特点，非常适合军事跟踪监视、自然灾害救助、交通监控等场景[1-2]。

传感器网络目标跟踪算法涉及跟踪精度、跟踪时延、通信开销、节点能量消耗等因素[3]。文献[4]提出了自适应加权K近邻(AdaptiveWeightedK-Nearest Neighbour, AWKNN)跟踪算法，根据环境因素自适应选择K参数提高跟踪精度[4]。文献[5]提出压缩感知应用于传感器网络目标跟踪，通过将传感节点探测信息压缩，减少节点发送量，在满足跟踪精度的同时节约网络能量[5]。……