wsn的目标追踪之最小能耗演算方法研究
摘 要从人工智能化到通信网络的发展，越来越多的人发现WSN对社会的发展有着重要作用。一方面它有着低功耗的优势，另一方面它传感器小，轻便，容易布置，所以被广泛运用于许多方面。例如监测无人机，森林火情监测，人工大棚的温度，湿度的监测等等。本研究是基于在人工大棚的模拟实验下，WSN通过算法判断减少路径来减少目标追踪能耗的可行性。
目录
一、 引言 1
（一） WSN的发展背景 1
（二） WSN国内外的发展 1
（三） 目标追踪的发展意义 2
（四） 本文主要研究内容 2
二、 无线传感网络技术 2
（一） 无线传感器网络拓扑结构及重要性 3
（二） WSN的特点 3
（三） Zigbee对WSN的意义 4
（四） Zigbee温湿度收集 4
三、 目标追踪 7
（一） 目标追踪在实际环境下的意义 7
（二） 目标追踪过程的算法 7
（三） BLD算法下的跟踪目标模型的建立 8
四、 总 结 13
五、 致谢 14
六、 参考文献 15
附录一 原理图 16
附录二 元器件列表 17
附录三 源程序 18
引言
WSN的发展背景
现在社会随着人工智能化的不断发展，及无线通信网络的覆盖，人们对信息的收集要求更加强烈，WSN越来越受到人们的重视，而微型无线传感器具有微型具有许多优点，它具有数据的采集及其处理，无线通信，多个共同工作。因此传感器网络的应用十分广泛。传感器节点组织起来的网络称之为无线传感器网络。传感器网络随机将节点放置在目标环境中，当然也可以将节点放置在指定的位置。它们通过特定的网络协议工作，收集采集周围环境下的随机信息，并将其信息传送到显示器，由主机处理其数据，从而完成指定任务。
由电池提供电能是传感器的主要问题，因为其工作的时间将被制约，而电池提供电能是有限的，无线传感网络节点持续工作时间能力将被影响，所以如何减少节点功耗，从而延长WSN寿命，成为现今需要解决的问题。
研究节点低功耗技术是对现在WSN *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
网络发展具有重要的推动作用。当然现在随着现在社会科技的发展，能量采集技术的逐渐成熟，使得传感器节点可能从周围环境下获取电能补充。但是减少能耗与之相比还是更普遍和值得推广，毕竟能量采集技术更贵，不利于推广。因此低功耗以及低成本依旧是传感器网络的特点，而如何减少传感器节点能耗则依旧是国内外通信领域的主要探讨的热点之一。
WSN国内外的发展
现在社会随着人工智能化的不断发展，及无线通信网络的覆盖，人们对信息的收集要求更加强烈，WSN越来越受到人们的重视，它有着许多的优点，例如，WSN的功耗小，可以节约能耗，从而节约成本。WSN的实用性也被广泛得到认可，尤其是美国，在发现无线传感网络技术可以被运用与军事战争后，更是将其列为重点发展方向。我国也是在国防建设中了解到它的意义。WSN是一种在监测范围内放置大量传感器，并由传感器中的节点通过无线通信组成一个网络系统，并将收集其中的信息发送给监控器的显示屏。其功耗低，低成本，覆盖范围广，适用性强。它的传感器的硬件设施强，可以适应许多环境，例如人工大棚，森林等，而且无线传感器网络节点分布广泛而且随机分布，所以它能很方便的获取到一些随机的信息，例如，土壤的酸碱度，和土壤温度等等，有利于帮助管理人工大棚。无线传感器网络因为其有下面几个优点而被广泛的使用，比如：部署方便、较小的体积、较高的容错率、很好的灵活性等，适用于、军事活动、抗灾救险、医疗保障、及其环境监测等方方面面都有其不可比拟的优势所在，其对推动社会发展和学术创新有这特别的作用。首先应当从军事战争角度来讲，能够有效的收集到对军事有用的信息，即便是周围环境相对比较糟糕的情况下。然后从生物环境科学的方面讲，由于WSN节点网络分布随机分布且覆盖范围极广，因此其能够轻易地采集到许多随机的信息，比如，监控区域海洋中洋流情况、空气中杂质的变化以及人工大鹏下土壤的状态等。其次站在社会医疗的层面来讲，WSN网络节点保障了病人在任何的情况下，都能够及时并有效的实现远程医疗协助，促使科学进步，以及人们的医疗保障。从物联网的角度上讲，无论是网上商业流通还是现实商品流通都有着监控作用、促使其成为一种维持金融流通必要手段、甚至于在保护环境秩序也起到了不可比拟的作用。最后人们的日常生活中，WSN网络节点凭借定位追踪功能帮助抢险抗灾，比如说，探寻附近地形、搜查是否有掩埋人员，保障人员的安全，及其还能监测各个区域的火势情况，从而制定合理有效的方法来缓解火势等。
目标追踪的发展意义
目标跟踪问题在当今社会始终是一个被广泛讨论的问题，它运用在民用方面较多。目标追踪在人工大棚的监测也有着显著的效果，在人工大棚网络覆盖范围下，各个不同类型的传感器节点将随机信号给接收点，能耗低，目标追踪过程中了解节点能耗的主要因素，从而建立有效方法措施去尝试减少目标追踪过程中节点的能量损耗，还能监测节点的运动状态的变化，有助于推动社会发展。 目标追踪算法，为今后WSN发展奠定了基础，可以有效地减少节点间的通信产生的能耗，进而减少能源和通信资源的不必要的浪费，凭借低成本，来获取更多的信息，从而WSN传感器网络节点的生命周期和使用寿命也增加了。
本文主要研究内容
WSN目标追踪的能耗问题一直困扰着我们，本文探讨的问题是目标追踪过程中目标追踪的最小能耗演算方法的研究，我通过在图书馆或者互联网上查找一些算法，在选择合适算法进行计算，而算法中我会通过控制变量来确定变量是否有助于减少目标追踪过程中节点的能耗。我决定在人工大棚模型下节点在初始设定路线下的能耗与之后改变发送信息传输路径下的能耗，即节点直接传送至发送节点过程中目标追踪的能耗与节点网络覆盖范围与接收点网络覆盖范围相交的情况下的通信能耗，我由于希望算法结果更明显，本文决定进行数据对比，进而来判断通过减少节点发送路径和增加接收点路径后的能耗与最初的节点中心直接发送至接收点中心时的能耗，判断减少路径下的该算法是否有效地减少目标追踪过程中的总能耗。学习WSN关键技术和zigbee无线通信原理，通过zigbee来实现对温湿度的采集。
目录
一、 引言 1
（一） WSN的发展背景 1
（二） WSN国内外的发展 1
（三） 目标追踪的发展意义 2
（四） 本文主要研究内容 2
二、 无线传感网络技术 2
（一） 无线传感器网络拓扑结构及重要性 3
（二） WSN的特点 3
（三） Zigbee对WSN的意义 4
（四） Zigbee温湿度收集 4
三、 目标追踪 7
（一） 目标追踪在实际环境下的意义 7
（二） 目标追踪过程的算法 7
（三） BLD算法下的跟踪目标模型的建立 8
四、 总 结 13
五、 致谢 14
六、 参考文献 15
附录一 原理图 16
附录二 元器件列表 17
附录三 源程序 18
引言
WSN的发展背景
现在社会随着人工智能化的不断发展，及无线通信网络的覆盖，人们对信息的收集要求更加强烈，WSN越来越受到人们的重视，而微型无线传感器具有微型具有许多优点，它具有数据的采集及其处理，无线通信，多个共同工作。因此传感器网络的应用十分广泛。传感器节点组织起来的网络称之为无线传感器网络。传感器网络随机将节点放置在目标环境中，当然也可以将节点放置在指定的位置。它们通过特定的网络协议工作，收集采集周围环境下的随机信息，并将其信息传送到显示器，由主机处理其数据，从而完成指定任务。
由电池提供电能是传感器的主要问题，因为其工作的时间将被制约，而电池提供电能是有限的，无线传感网络节点持续工作时间能力将被影响，所以如何减少节点功耗，从而延长WSN寿命，成为现今需要解决的问题。
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网络发展具有重要的推动作用。当然现在随着现在社会科技的发展，能量采集技术的逐渐成熟，使得传感器节点可能从周围环境下获取电能补充。但是减少能耗与之相比还是更普遍和值得推广，毕竟能量采集技术更贵，不利于推广。因此低功耗以及低成本依旧是传感器网络的特点，而如何减少传感器节点能耗则依旧是国内外通信领域的主要探讨的热点之一。
WSN国内外的发展
现在社会随着人工智能化的不断发展，及无线通信网络的覆盖，人们对信息的收集要求更加强烈，WSN越来越受到人们的重视，它有着许多的优点，例如，WSN的功耗小，可以节约能耗，从而节约成本。WSN的实用性也被广泛得到认可，尤其是美国，在发现无线传感网络技术可以被运用与军事战争后，更是将其列为重点发展方向。我国也是在国防建设中了解到它的意义。WSN是一种在监测范围内放置大量传感器，并由传感器中的节点通过无线通信组成一个网络系统，并将收集其中的信息发送给监控器的显示屏。其功耗低，低成本，覆盖范围广，适用性强。它的传感器的硬件设施强，可以适应许多环境，例如人工大棚，森林等，而且无线传感器网络节点分布广泛而且随机分布，所以它能很方便的获取到一些随机的信息，例如，土壤的酸碱度，和土壤温度等等，有利于帮助管理人工大棚。无线传感器网络因为其有下面几个优点而被广泛的使用，比如：部署方便、较小的体积、较高的容错率、很好的灵活性等，适用于、军事活动、抗灾救险、医疗保障、及其环境监测等方方面面都有其不可比拟的优势所在，其对推动社会发展和学术创新有这特别的作用。首先应当从军事战争角度来讲，能够有效的收集到对军事有用的信息，即便是周围环境相对比较糟糕的情况下。然后从生物环境科学的方面讲，由于WSN节点网络分布随机分布且覆盖范围极广，因此其能够轻易地采集到许多随机的信息，比如，监控区域海洋中洋流情况、空气中杂质的变化以及人工大鹏下土壤的状态等。其次站在社会医疗的层面来讲，WSN网络节点保障了病人在任何的情况下，都能够及时并有效的实现远程医疗协助，促使科学进步，以及人们的医疗保障。从物联网的角度上讲，无论是网上商业流通还是现实商品流通都有着监控作用、促使其成为一种维持金融流通必要手段、甚至于在保护环境秩序也起到了不可比拟的作用。最后人们的日常生活中，WSN网络节点凭借定位追踪功能帮助抢险抗灾，比如说，探寻附近地形、搜查是否有掩埋人员，保障人员的安全，及其还能监测各个区域的火势情况，从而制定合理有效的方法来缓解火势等。
目标追踪的发展意义
目标跟踪问题在当今社会始终是一个被广泛讨论的问题，它运用在民用方面较多。目标追踪在人工大棚的监测也有着显著的效果，在人工大棚网络覆盖范围下，各个不同类型的传感器节点将随机信号给接收点，能耗低，目标追踪过程中了解节点能耗的主要因素，从而建立有效方法措施去尝试减少目标追踪过程中节点的能量损耗，还能监测节点的运动状态的变化，有助于推动社会发展。 目标追踪算法，为今后WSN发展奠定了基础，可以有效地减少节点间的通信产生的能耗，进而减少能源和通信资源的不必要的浪费，凭借低成本，来获取更多的信息，从而WSN传感器网络节点的生命周期和使用寿命也增加了。
本文主要研究内容
WSN目标追踪的能耗问题一直困扰着我们，本文探讨的问题是目标追踪过程中目标追踪的最小能耗演算方法的研究，我通过在图书馆或者互联网上查找一些算法，在选择合适算法进行计算，而算法中我会通过控制变量来确定变量是否有助于减少目标追踪过程中节点的能耗。我决定在人工大棚模型下节点在初始设定路线下的能耗与之后改变发送信息传输路径下的能耗，即节点直接传送至发送节点过程中目标追踪的能耗与节点网络覆盖范围与接收点网络覆盖范围相交的情况下的通信能耗，我由于希望算法结果更明显，本文决定进行数据对比，进而来判断通过减少节点发送路径和增加接收点路径后的能耗与最初的节点中心直接发送至接收点中心时的能耗，判断减少路径下的该算法是否有效地减少目标追踪过程中的总能耗。学习WSN关键技术和zigbee无线通信原理，通过zigbee来实现对温湿度的采集。
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