一种基于无线传感器网络的动态群组调度方法

摘要

本发明公开了一种基于无线传感器网络的动态群组调度方法，利用卡尔曼滤波来预测和跟踪目标轨迹，运用新的动态群组方法来选择下一个任务传感器节点的范围。在一个动态群组内，能根据采样期间平均能量消耗和预测精度来选择下一个传感器节点作为任务节点，并且能根据能量和精度要求选择不同的采样间隔。当节点满足精度要求时，考虑能量最省来选择采样间隔；当节点不满足精度要求时，综合考虑精度和能量消耗，采用加权平均的方法来选择下一个任务传感器节点。本发明采用了动态群组，限定搜索下一个任务传感器节点的范围，缩短了传感器节点的调度时间，有利于无线传感器网络的实时目标跟踪；采用变化的采样间隔，在保持精度的同时，有利于节约能量。

主权项

一种基于无线传感器网络的动态群组调度方法，其特征在于包括如下步骤：1)预测目标的位置和速度：目标进入无线传感器网络，距离目标最近的传感器节点被唤醒作为任务传感器节点，该任务传感器节点用来跟踪移动目标，运用状态估计方法来预测移动目标的位置和速度；2)形成一个动态分组：在当前时刻以移动目标的位置为参考位置，利用当前时刻的任务传感器节点去唤醒距离目标位置最近的传感器节点，接着唤醒距离目标第二近的传感器节点，如此下去，唤醒第M近的传感器节点，共M个被唤醒的传感器节点形成一个动态群组集合G，并定义距离目标位置最近的传感器节点为群组中心节点，动态群组集合G中离群组中心节点最远的传感器节点为群组边缘节点，群组中心节点与边缘节点之间的距离为群组半径，M大于或等于2，且小于无线传感器网络中所有传感器节点的数目；3)在动态群组集合G中，当前时刻的任务传感器节点根据动态群组集合G中传感器节点在采样期间平均能量消耗和预测精度，选择采样间隔并调度下一个任务传感器节点作为工作节点；4)群组中心节点判断移动目标是否已经脱离动态群组集合G，如果移动目标没有脱离动态群组集合G，则重复步骤3)～4)；如果移动目标已经脱离动态群组集合G，则重复步骤2)～4)，持续跟踪目标。