● 摘要
无线传感器网络以其低成本、低功耗、分布式和动态自组织的特点在信息感知领域引起了一场变革。它全面综合了半导体技术、传感器技术及无线电通信技术、分布式信息处理技术等各类网络新兴先进技术，得到了广泛的关注，目前无线传感器网络已经广泛应用于军事目标定位与追踪、农业自动化、气候监测等领域。采用红外传感器网络进行目标跟踪具有低成本、低功耗等优势，受到了广泛的关注，然而现有的无线传感器网络节点多采用电池供电，能量受限，本文主要研究面向红外目标跟踪系统的无线传感器网络的节能技术，内容包括以下几个方面 ：
利用现有的面向红外目标跟踪系统的无线传感器网络系统，进行实验测试分析节点能耗分布，建立节点能耗模型，寻找节能途径。
从节点硬件上选择低功耗器件，降低系统静态和动态功耗，从节点的部署方式上寻求最佳部署方式，有效减少节点布设数量，降低系统能耗。
从节点动态电源管理方面提出了基于组合模型的动态电源管理方法。采用灰色模型与灰色幂模型的组合模型对红外目标的出现时间进行预测，从而动态改变无线传感器网络节点的运行状态，达到节能的目的。
从无线传感器网络节点的分簇协议方面提出了一种基于改进的LEACH协议，节点具有能量感知能力，在无线传感器网络的分簇阶段，降低了剩余能量较低的无线传感器网络节点成为簇头的概率，从而均衡了无线传感器网络的节点能耗，并针对基站距离传感器节点较远，能耗较大的问题，采用多跳方式传输数据，降低了系统总能耗。
为降低无线传感器网络节点的成簇能耗，研究了固定传输功率控制方法和可变传输功率控制方法，采用基于PID无线传输功率控制的方法，在保证系统稳定性和连通性的前提下，降低了系统的成簇时间和节点的成簇能耗。
从上述各方面我们分别对面向红外目标的无线传感器网络的节点能耗进行了仿真，仿真结果表明，采用正六边形部署方式、本文提出了基于组合模型的动态电源管理方法和基于改进的LEACH协议，有效地降低了节点能耗，均衡了网络负载。