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一种基于动态树的无线传感网目标跟踪方法，其特征在于：用于该目标跟踪的无线传感网满足以下条件：1)所有节点均匀分布在目标活动区域中，其地理位置都是固定的；2)网络中的每个节点都能感知自己的空间坐标位置并与邻近区域内的其它节点通信；3)除了汇聚节点以外的所有节点是同质同构的，除汇聚节点的能量是不受限制的之外，其它所有节点的能量都是有限的；4)汇聚节点的通信覆盖范围足够大，可以与网络中的其它节点直接进行通信；5)每个传感器节点都能探测到网络范围内跟踪目标的方向和与自身之间的距离；6)节点可以在工作状态与休眠状态之间进行切换，在休眠状态下节点的能耗降低；该方法所包含的步骤为：1)传感器节点构建初始动态树11)汇聚节点启动网络，各个传感器节点向汇聚节点发送自身的地理位置信息，之后进入休眠状态等待目标进入网络监视区域；12)当目标进入无线传感器网络的监视区域时，汇聚节点唤醒网络中的所有节点，各个节点探测自身与进入其监视范围的目标之间的距离，将该距离信息发送到汇聚节点，监视范围内没有目标的节点重新进入休眠状态；13)节点i广播距离消息election(d<sub>i</sub>,id<sub>i</sub>)给它的邻居节点，同时它也收到邻居节点j发来的距离消息election(d<sub>j</sub>,id<sub>j</sub>)；如果不存在d<sub>j</sub>＜d<sub>i</sub>的消息，节点i就成为动态树根节点的候选者，否则就放弃；所述的距离消息election(d<sub>i</sub>,id<sub>i</sub>)中，d<sub>i</sub>是节点i到目标的距离，id<sub>i</sub>是节点i的编号，i是任意一个节点序号；距离消息election(d<sub>j</sub>,id<sub>j</sub>)中，d<sub>j</sub>是节点j到目标的距离，id<sub>j</sub>是节点j的编号，j是任意一个节点序号，j≠i；14)每个根节点的候选节点洪泛选举消息winner(d<sub>i</sub>,id<sub>i</sub>)给其他候选节点；当节点i收到选举消息winner(d<sub>j</sub>,id<sub>j</sub>)，且d<sub>j</sub>＜d<sub>i</sub>时此候选节点就放弃成为根节点，同时它根据接收到选举消息的路径，构造出指向节点j的路径；最后当所有其它的候选节点都放弃成为根节点，与目标之间距离最短的节点就成为根节点；2)动态树的扩展与裁剪21)处于动态树中的各个传感器节点探测目标当前所处的位置、速度与运动方向，之后将这些数据发送给动态树中自己的父节点，父节点接收到数据之后再向更高一层的父节点转发，如此继续执行直到所有的信息都汇总在动态树的根节点中，根节点再将这些数据发往汇聚节点进行处理；22)汇聚节点通过目标的运动公式计算目标在下一个跟踪周期中的预期位置，所述的目标运动公式为：(x<sub>k+1</sub>,y<sub>k+1</sub>)＝(x<sub>k</sub>,y<sub>k</sub>)+(v<sub>xk</sub>,v<sub>yk</sub>)*t其中，(x<sub>k</sub>,y<sub>k</sub>)是目标的位置坐标；(x<sub>k+1</sub>,y<sub>k+1</sub>)是目标的预期位置坐标；(v<sub>xk</sub>,v<sub>yk</sub>)是目标的移动速度；t是网络目标跟踪过程的时间周期；23)汇聚节点计算出目标的预期位置后向整个网络广播此信息，节点收到此信息后计算自身与目标预期位置之间的距离；如果节点与目标间的距离小于自身的探测范围，则节点搜寻最近的动态树中的节点设为自己的父节点；如果一个动态树中的节点发现目标离开了自身的探测范围，则该节点退出动态树并进入休眠状态；3)动态树的重构31)当目标在移动中离开了动态树根节点的探测范围时，根节点向汇聚节点发送动态树重构的消息，网络进入重构过程；32)汇聚节点向整个网络广播动态树重构的消息，所有可以探测到目标当前位置的节点都参与重构，根据第一阶段所述的方法，这些节点选举出新的动态树根节点，并建立新的动态树；33)动态树的重构完成后，新的根节点向汇聚节点发送重构已经完成的消息，之后网络返回步骤2)继续进行下一轮对目标的跟踪。 |
