● 摘要
作为一种新兴的IT热点技术,无线传感器网络在军事与民用诸多领域有着广阔的应用背景,如目标跟踪、区域检测、环境控制以及医疗保健。目标定位跟踪是它最具有代表性和挑战性的应用,随着技术的不断完善,它可以有效对目标的进行定位与跟踪, 实现军事打击或者获取数据反馈。
由于无线传感器网络节点处理能力、存储能力以及系统资源十分有限,然而其对能量和内存的需求又高,所以本文提出一种功耗低、可靠性好、性价比高的分布式无线传感器网络定位跟踪系统。该系统设计的难点在于,一是如何保证在低能耗的情况下,依然提供高精度的定位跟踪功能;二是由于跟踪目标是移动的,那么如何保持对移动目标的可持续跟踪。本文根据以上难点,综合分析后提出了一套软硬件设计方案,也很好的解决了这两个问题。首先系统硬件部分选择了性能良好性价比高的CC2530来作为无线组网模块,该模块的低能耗很好的解决了节点能源有限的问题。加上使用组件化的tinyos作为该硬件平台的操作系统,以及使用能耗低的zigbee技术搭建协议栈,大大降低了整个系统能耗。软件部分,我们的核心是提出了对单机动目标的跟踪策略和定位方案。自主设计编写了动态联盟跟踪算法,实现了对单个移动目标的跟踪,很好的保证了对单目标的可持续跟踪,并采用自主设计基于RSSI的优化后的加权质心定位算法来对目标进行实时定位,这样既提供了高精度的定位功能,还在低能耗的前提下实现了对目标可持续跟踪的动态联盟算法。
最后我们推出了一套基于分布式无线传感器网络的定位跟踪系统,系统的高可靠性可以保持对目标的持续跟踪,以及其超低功耗与高性价比非常适合于环境监测、医疗保健以及军事打击领域。通过实际实验验证以及Matalab仿真,也证明了系统的实用性,系统对目标不间断监测成功率在85%以上,其对目标的定位精度达到3-5米左右,单个节点正常工作能耗在30毫安左右。
相关内容
相关标签