申请/专利权人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所

申请日：2022-03-08

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN114727373B

主分类号：H04W52/02

分类号：H04W52/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2022.07.26#实质审查的生效;2022.07.08#公开

摘要：本发明涉及一种基于容错的WSN目标跟踪休眠调度方法，包括：最先感知到目标出现的节点基于时延广播竞选簇头，并形成簇，簇内节点进行目标感知工作；簇头收集到簇内节点对目标的感知数据后计算所述目标的位置和运动轨迹；根据计算出的所述目标的位置结合预测误差构建预测容错域；对所述预测容错域内的节点采用调度算法进行调度，所述调度算法根据节点集能耗、感知覆盖面积和冗余重叠面积构建一个目标函数，通过调整所述预测容错域内的各个节点的感知半径和活跃状态使目标函数值最小。本发明能够降低预测误差对跟踪精度带来的影响，降低目标的丢失率，并消耗相对较小的能量。

主权项：1.一种基于容错的WSN目标跟踪休眠调度方法，其特征在于，包括以下步骤：1最先感知到目标出现的节点基于时延广播竞选簇头，并形成簇，簇内节点进行目标感知工作；其中，节点竞选簇头的广播时延值与节点剩余能量和到目标的距离相关，剩余能量越多、距离目标越近的节点的广播时延值越小；2簇头收集到簇内节点对目标的感知数据后计算所述目标的位置和运动轨迹；3根据计算出的所述目标的位置结合预测误差构建预测容错域，所述预测容错域为以计算出的所述目标的位置为中心的椭圆形区域，其中，将计算出的所述目标的位置作为中心点，沿上一时刻所述目标的位置到所述计算出的所述目标的位置的方向作所述椭圆形区域的半长轴，所述半长轴的长度与所述目标的移动速度和速度估计误差呈正相关；所述椭圆形区域的半短轴的长度与所述目标的移动速度和方向估计误差呈正相关；所述椭圆形区域的离心率满足其中，eTF为离心率，bTF为半短轴的长度，aTF为半长轴的长度；4对所述预测容错域内的节点采用调度算法进行调度，所述调度算法根据节点集能耗、感知覆盖面积和冗余重叠面积构建一个目标函数，通过调整所述预测容错域内的各个节点的感知半径和活跃状态使目标函数值最小；所述调度算法为改进的灰狼算法，具体为：首先，假设在n维的搜索空间中有N个灰狼组成狼群，n表示所述预测容错域内的节点的数量，将n个节点的感知半径和活跃状态编码成每个狼个体的位置Μ，Μ＝{r1,…,ri,…,rn}，ri表示第i节点的感知半径长度，灰狼搜索过程是通过调整各节点的活跃状态和感知半径，使目标函数值达到最小；根据节点集能耗、感知覆盖面积和冗余重叠面积构建一个目标函数，该目标函数的值与感知覆盖面积呈正相关，与节点集能耗和冗余重叠面积呈反相关；所述灰狼算法在进行迭代时，α、β和δ狼所代表的节点调度状态将会分别以概率pc,α、概率pc,β和概率pc,δ与种群中任意ω狼代表的节点调度状态进行交叉操作，其中，pc,αpc,βpc,δ。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种基于容错的WSN目标跟踪休眠调度方法

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