[01522543]异构传感器网络目标生存环境监测技术的研究

感知技术和网络技术的结合和发展为无线传感器网络提供了广阔的应用前景。传感器网 络是由大量具有计算能力、通信能力、感知能力和处理能力的传感器节点组成,这些节点协 作监测和感知所分布区域的监测对象,处理感知数据,并发送给用户。基于无线传感器网络的目标跟踪和监测是一项基本功能,许多研究人员提出了一系列有效的移动目标跟踪监测算法。然而现有目标跟踪技术并未考虑目标生存环境状态对目标跟踪的影响。在传感器网络的实际监测环境中,经常会出 现一些物理现象,例如有毒化学物质泄漏、洪水或火灾等。这些现象的发生会导致目标生存 环境状态变化,从而对目标跟踪产生影响,具体体现在以下几方面。首先,目标生存环境状 态的变化影响目标识别。现有目标跟踪技术大都采用基于阈值比较的方法识别目标,即当节点所采集感知数据高于给定阈值时,则认为目标在传感器节点的感知范围内出现。然而,目标生存环境内所出现的现象会干扰传感器节点对跟踪目标所作决策。例如在基于红外线识别 目标的跟踪应用中,如果目标生存环境内发生火灾,则目标周围环境温度值将整体升高,这使得目标跟踪系统无法准确识别所跟踪目标。其次,目标生存环境状态的变化影响目标定位 的准确性。环境变化和干扰会导致传感器节点产生感知数据存在着误差或错误。利用错误或 不准确的感知数据对目标定位必然会影响目标跟踪、定位的准确性。目标生存环境状态的变 化给基于无线传感器网络移动目标跟踪技术的研究带了巨大困难。因此如何设计一种方法能够有效地对目标生存环境进行监测是尚待解决的问题。 异构传感器网络对网络配置成本的限制和其特性 使得现有环境监测技术无法应用到异构传感器网络中。本成果对异构传感 器网络目标生存环境监测关键技术进行深入研究,在符合应用需求的前提下,以实时、可靠、高精度和低能耗为目标,提出一整套异构传感器网络目标生存环境监测的理论和技术。项目主要研究基于异构传感器网络的目标生存环境中节点布置和可靠数据传输等内容。 具体将提出多模态感知数据模型、目标生存环境内复合事件发现算法、目标生存环境覆盖算法、异构传感器节点调度算法,多路径可靠数据传输算法等。基于上述阶段性研究成果,开发异构传感器网络目标生存环境监测原型系统,验证算法的正确性和有效性。