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无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)能够通过各类传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,这些信息通过无线方式被发送,并以自组多跳的网络方式传送到用户终端,从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通。WSN的各种应用中,活动目标跟踪在军事和民用上都具有广泛的应用前景,也是技术上具有挑战性的课题。
无线传感器网络中的活动目标跟踪实际上就是尽可能利用无线传感器网络获得的信息,通过跟踪算法或者通信协议,对目标的位置和轨迹做出最接近真实值的估算。
本文首先介绍了无线传感器网络活动目标跟踪应用所关注的关键技术,并介绍了一种传感器平台-MicaZ开发平台。
其次提出一种基于数据包接收的机会选择的媒介访问控制协议,以适应移动目标跟踪应用对数据传输的高可靠性要求。通过仿真证明了该协议在节点分布密集的无线传感器网络中,具有能耗有效性、数据传输可靠性和通信实时性三个方面的性能优势。
最后在此基础上,提出了一种基于无线传感器网络跟踪应用的优化网络协议栈设计的方案。该方案综合考虑了网络拓扑、优化机会路由的选择以及联合位置的MAC层协议等因素,改变原来独立分层,进行整体协议栈的跨层设计。并通过活动目标的跟踪仿真实验验证了该网络协议栈的可行性和有效性。