[发明专利]一种无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法，其特征在于包含以下步骤：

1)当目标足够接近覆盖区域的边界时，沿着边界或靠近边界的一些节点开始监测到目标，这些节点执行节点加入算法形成初始树，靠近目标的其中一个节点被选为临时根；

2)每个感知到目标的节点使用模糊推理规则来找到它与目标的模糊距离，无线传感器网络内的每个节点都必须属于其中某一个模糊区域，具体取决于它们与目标的模糊距离，如果任何节点超出目标的范围，则该节点属于“非常远”区域；

3)从“非常远”区域进入“远”区域的节点执行节点加入算法，类似地，从“远”区域移动到“非常远”区域的节点将成为需要从树中删除的候选节点，并且执行节点删减算法，只要这些节点改变它们的模糊区域，传送树就要进行重新配置；

4)为了使根尽可能接近目标，算法从“非常近”区域选择一个节点作为永久根，如果在“非常近”区域中存在多于一个节点，则具有最高等级的节点将被选择为永久根，如果“非常近”区域中不存在节点，则来自最近区域的节点将被选择为临时根；

5)当临时根远离目标并改变区域时将广播其状态；

6)当树中的节点向目标移动并改变模糊区域时，检查其模糊距离是否优于临时根，如果是，则将其声明为新的临时根并广播此信息，收到此广播，每个现有节点更新其数据库，旧的临时根将新的根设置为其父节点；

所述节点加入算法包含如下步骤：

1)把从“非常远”区域移动到“远”区域的节点作为加入传送树的候选节点，这些节点首先广播包含其ID和等级的节点加入消息，以找到其父节点并等待t₁时间；

2)当树节点接收到节点加入消息时，立即向发送者发送节点接受消息，如果树存在，那么加入节点接收到至少一个来自树节点的节点接受消息，将此消息的第一发送者作为其父节点，并向父节点发送一个包含其ID的子节点消息，在接收到子节点消息时，树节点将发送者保存为其一个子节点；

3)如果传送树不存在，加入节点n_i在t₁时间内接收到J-1个节点加入消息，将在那些消息中其他节点的等级与自身等级进行比较，在以下两种情况下将自身选为临时根：i)如果节点n_i具有最大的等级；ii)如果节点在等级相同时具有最小ID，否则，设置具有最大等级或最小ID的其他节点作为其父节点以及树的临时根；

4)如果加入节点n_i在t₁时间内没有接收到任何消息，即树不存在并且只有一个加入节点，则选择自身作为临时根并开始形成树。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中基于传送树的目标跟踪方法，其特征在于所述节点删除算法包含如下步骤：

1)当目标移动时，把从“远”区域移动到“非常远”区域的节点从传送树中移出，如果树节点的剩余电池电量下降到临界值以下，则将它从传送树中移除，从传送树离开的节点将包含其所有子节点ID的节点离开消息发送到其父节点，并将包含其父节点ID的新父节点消息发送到其所有子节点；

2)父节点在接收到节点离开消息时，从其子节点列表中删除相应的节点；

3)当节点从其父节点接收到新父节点消息时，将父节点替换为由消息中父节点ID标识的新父节点；

4)当临时根节点本身从“远”区域移动到“非常远”区域或其剩余电池电量可能下降到临界值以下，临时根发送子根消息给它的所有子节点；

5)接收到子根消息的节点开始新临时根的选举，每个这样的节点广播包含其ID和等级的节点数据消息，然后等待t₄时间，在该时间内，节点n_i可以接收到D个节点数据消息，然后，节点n_i将其等级与在这D个节点数据消息中其他节点的等级进行比较，如果节点n_i发现其等级是最大或者跟其他节点的等级同为最大但其ID最小，它就声明自己是新的临时根，并广播一个根选举消息来通告这个选举，否则，节点n_i将等级最大的其他节点设置为新根以及其父节点。