基于移動(dòng)代理的目標(biāo)跟蹤WSN體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)*

陳佳俊，邢昌風(fēng)，王曉蓓，汪丹丹

（1.海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院，武漢　430033；2.海軍工程大學(xué)電氣工程學(xué)院，武漢　430033；3.海軍飛行學(xué)院，遼寧　葫蘆島　125001）

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基于移動(dòng)代理的目標(biāo)跟蹤WSN體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)*

陳佳俊1，邢昌風(fēng)1，王曉蓓2，汪丹丹3

（1.海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院，武漢430033；2.海軍工程大學(xué)電氣工程學(xué)院，武漢430033；3.海軍飛行學(xué)院，遼寧葫蘆島125001）

摘要：在目標(biāo)跟蹤WSN網(wǎng)絡(luò)中，引入移動(dòng)代理技術(shù)，選擇性地訪問(wèn)傳感器節(jié)點(diǎn)和融合數(shù)據(jù)，能極大地提高WSN網(wǎng)絡(luò)的性能。提出了一種基于移動(dòng)代理的WSN目標(biāo)跟蹤網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)代理進(jìn)行了分類(lèi)，定義了各類(lèi)移動(dòng)代理的功能和結(jié)構(gòu)，建立了基于移動(dòng)代理的目標(biāo)跟蹤工作流程。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，提出的目標(biāo)跟蹤WSN結(jié)構(gòu)的與傳統(tǒng)的C/S模式目標(biāo)跟蹤WSN結(jié)構(gòu)相比，單位負(fù)載量等性能指標(biāo)上具有較大的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：目標(biāo)跟蹤，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)代理，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

0　引言

由于良好的靈活性和性價(jià)比，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）廣泛應(yīng)用于各種動(dòng)態(tài)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、重要港口預(yù)警、海底地形勘探、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控和軍用監(jiān)視任務(wù)［1］。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤系統(tǒng)時(shí)，具有跟蹤隱蔽、精確度高、成本低廉等多種優(yōu)勢(shì)［2］，但是由于無(wú)線傳感器本身的限制，傳感器節(jié)點(diǎn)的能量和存儲(chǔ)容量都非常有限，單個(gè)傳感器檢測(cè)能力、計(jì)算能力較弱，通常需要依靠多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)協(xié)作才能完成跟蹤任務(wù)。在傳統(tǒng)的基于C/S模式目標(biāo)跟蹤WSN（C/S-TWSN）中，數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)傳到處理中心處理，雖然這樣可以得到最優(yōu)的跟蹤結(jié)果，但網(wǎng)絡(luò)通信和計(jì)算復(fù)雜度隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大而迅速增加，極大地降低了目標(biāo)跟蹤的效率，因此，有必要設(shè)計(jì)一種全新的體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)跟蹤WSN體系結(jié)構(gòu)。

基于移動(dòng)代理（MA）的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)改變了信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳播方式。2001年，Hairong Qi教授提出將MA技術(shù)應(yīng)用到分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集過(guò)程［3］中，并建立了一種MADSN的體系結(jié)構(gòu)［4］，該結(jié)構(gòu)利用MA技術(shù)消除WSN中傳遞的冗余數(shù)據(jù)，但是該結(jié)構(gòu)僅適用于單跳分簇結(jié)構(gòu)的WSN，并將該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于目標(biāo)跟蹤WSN［5］。文獻(xiàn)［6］提出了一種適用性更為廣泛的體系結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為MAWSN體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)適用于普通未分層的WSN，該結(jié)構(gòu)（節(jié)點(diǎn)、任務(wù)、協(xié)作）在3個(gè)層次上過(guò)濾WSN冗余數(shù)據(jù)，并對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的MA的遷移調(diào)度問(wèn)題作了進(jìn)一步研究［7-8］，通過(guò)仿真比較，MAWSN盡管在數(shù)據(jù)延遲上落后于MADSN，但在減少能量消耗上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)MADSN結(jié)構(gòu)。Yuechao Wang提出了一種適用于醫(yī)用監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的MHWSN體系結(jié)構(gòu)［9］，設(shè)計(jì)了基于查詢驅(qū)動(dòng)的服務(wù)和基于事件驅(qū)動(dòng)的服務(wù)兩種服務(wù)模式。

但上述研究大部分是針對(duì)特定條件或特定應(yīng)用的WSN設(shè)計(jì)的，提出的結(jié)構(gòu)并不能很好地滿足目標(biāo)跟蹤WSN的需求。同時(shí)，上述研究也僅僅從WSN中冗余數(shù)據(jù)處理和服務(wù)響應(yīng)模式等方面進(jìn)行了研究，并未給出基于MA的目標(biāo)跟蹤WSN完整工作過(guò)程和體系結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有給出系統(tǒng)中MA本身的功能和結(jié)構(gòu)定義，對(duì)于MA技術(shù)在目標(biāo)跟蹤WSN中的應(yīng)用要求還有一定差距。因此，本文針對(duì)目標(biāo)跟蹤應(yīng)用的實(shí)際需求，基于常用的聲學(xué)傳感器WSN，建立了一種基于MA的聲學(xué)傳感器目標(biāo)跟蹤WSN體系結(jié)構(gòu)（MA-TWSN），并定義了系統(tǒng)中MA的結(jié)構(gòu)和工作方式。

1　目標(biāo)跟蹤WSN系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1.1目標(biāo)跟蹤WSN基本工作原理分析

假設(shè)WSN跟蹤目標(biāo)為一個(gè)點(diǎn)目標(biāo)，目標(biāo)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)出一定的聲音，其中聲音信號(hào)的傳播為各向同性。傳感器可以探測(cè)到來(lái)自目標(biāo)的聲音信號(hào)強(qiáng)度。在跟蹤開(kāi)始之前，認(rèn)為每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息已知（節(jié)點(diǎn)攜帶的GPS或利用節(jié)點(diǎn)自定位算法），只有一個(gè)目標(biāo)在探測(cè)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向和速度不會(huì)經(jīng)常變化，所有節(jié)點(diǎn)的初始能量是相同的。通常情況下，可以用有向圖G（N，L）表示目標(biāo)跟蹤WSN，假設(shè)WSN環(huán)境中有n+1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，用ni表示（sink節(jié)點(diǎn)用n0表示），ni∈N節(jié)點(diǎn)上面的傳感器用si表示，節(jié)點(diǎn)ni到節(jié)點(diǎn)nj的距離為lij（lij＞0）。

根據(jù)聲學(xué)理論，聲音信號(hào)在傳播過(guò)程中，其強(qiáng)度的大小與傳播的距離成反比［10］，WSN傳感器節(jié)點(diǎn)探測(cè)目標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度，并在節(jié)點(diǎn)本地處理以得到傳感器的探測(cè)值。假設(shè)在時(shí)刻t，目標(biāo)的位置為xt，傳感器si的位置為xi（各個(gè)傳感器的位置在目標(biāo)跟蹤過(guò)程中假設(shè)是不變的），則時(shí)刻t傳感器si探測(cè)到的來(lái)自目標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度為［11］：

其中Ψ為單位距離上測(cè)得的來(lái)自目標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度；‖xt-xk‖為目標(biāo)當(dāng)前位置與傳感器sk位置之間的空間幾何距離，α可以認(rèn)為是一直不變的，并且對(duì)于所有傳感器節(jié)點(diǎn)是相等的。vt，k為時(shí)刻t傳感器sk接收到的噪聲強(qiáng)度，當(dāng)用于求平均能量時(shí)間窗長(zhǎng)度T足夠長(zhǎng)時(shí)，可以認(rèn)為其服從于均值uv，方差為σv2的正態(tài)分布，即vt，k～N（uv，σv2），設(shè)定一閾值γ，只有yt，k＞γ，才認(rèn)為傳感器sk發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)yt，k估計(jì)目標(biāo)當(dāng)前位置與傳感器sk之間的距離rk，在獲取3個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)與目標(biāo)的距離信息時(shí)，就可以使用三邊測(cè)量法（Trilateration）對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行計(jì)算。

三邊測(cè)量法是一種基于幾何計(jì)算的定位方法，已知節(jié)點(diǎn)s1、s2、s33個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)分別為（x1，y1）、（x2，y2）、（x3，y3），以及目標(biāo)到3個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離r1、r2、r3，設(shè)目標(biāo)的位置坐標(biāo)為（xt，yt），則由式（2）可以求解：

由式（2）可以得到目標(biāo)的坐標(biāo)為

在得到目標(biāo)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)后，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法（EKF）、無(wú)跡卡爾曼濾波算法（UKF）和粒子濾波算法（PF）等算法，估計(jì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和航跡，并將結(jié)果信息傳遞給遠(yuǎn)程用戶，這里不詳細(xì)介紹。

1.2目標(biāo)跟蹤WSN中MA分類(lèi)與結(jié)構(gòu)定義

在目標(biāo)跟蹤WSN中，根據(jù)1.1節(jié)中描述的MA工作過(guò)程，系統(tǒng)中的MA都生存在節(jié)點(diǎn)MA平臺(tái)上，基本可以分為以下幾個(gè)類(lèi)型：全局管理MA（GMMA）、節(jié)點(diǎn)信息MA（NMA）和數(shù)據(jù)處理MA（DMA）。

1.2.1全局管理MA

全局管理MA（GMMA）是一個(gè)MA系統(tǒng)必須的組件，它是一個(gè)特殊的MA（通常在一個(gè)MA系統(tǒng)中是唯一的），主要負(fù)責(zé)管理MA系統(tǒng)的活動(dòng)，包括MA的創(chuàng)建和刪除，管理MA的任務(wù)分配和遷移規(guī)劃，同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理MA傳回的目標(biāo)位置信息。在目標(biāo)跟蹤WSN中，每個(gè)MA必須在全局管理MA中注冊(cè)，從而得到一個(gè)標(biāo)識(shí)（AID，它是全系統(tǒng)唯一的，且不可更改的）。在GMMA的數(shù)據(jù)段保存一個(gè)MA信息表和一個(gè)目標(biāo)位置信息表，GMMA可以根據(jù)目標(biāo)跟蹤任務(wù)，查詢MA信息表中的信息，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所

有MA分配任務(wù)和進(jìn)行管理，并根據(jù)遠(yuǎn)程應(yīng)用的需求，將目標(biāo)位置信息表的數(shù)據(jù)傳回。

1.2.2節(jié)點(diǎn)信息MA

節(jié)點(diǎn)信息MA（NMA）的主要功能是收集整個(gè)目標(biāo)跟蹤WSN中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的基本信息（節(jié)點(diǎn)ID、工作狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)的位置和節(jié)點(diǎn)剩余能量等），這些信息為GMMA管理整個(gè)WSN內(nèi)的MA和分配任務(wù)提供了基礎(chǔ)信息。與GMMA類(lèi)似，NMA在其數(shù)據(jù)段保存一個(gè)節(jié)點(diǎn)信息表，用來(lái)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)基本信息。

1.2.3數(shù)據(jù)處理MA

數(shù)據(jù)處理MA（DMA）是目標(biāo)跟蹤WSN最重要的一類(lèi)MA，它們主要負(fù)責(zé)收集節(jié)點(diǎn)傳感器探測(cè)到的目標(biāo)信號(hào)，并進(jìn)行處理，得到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。DMA通常在sink節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生，移動(dòng)到目標(biāo)探測(cè)節(jié)點(diǎn)區(qū)域，采集節(jié)點(diǎn)探測(cè)到的目標(biāo)信息，采用三邊測(cè)量法獲得目標(biāo)的位置信息，進(jìn)而根據(jù)濾波算法計(jì)算目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并傳回sink節(jié)點(diǎn)的GMMA。因此DMA需要在其數(shù)據(jù)段保存一個(gè)行程表，一個(gè)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息表，和一個(gè)節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)表。

2　系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)

上節(jié)定義了基于MA-TWSN中的基本MA類(lèi)型和結(jié)構(gòu)，本節(jié)將對(duì)系統(tǒng)的整個(gè)工作過(guò)程及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。這里將系統(tǒng)的工作流程分為WSN構(gòu)建階段和目標(biāo)跟蹤階段，如圖1所示。其中，WSN構(gòu)建階段主要完成系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息的采集，主要是利用NMA構(gòu)建WSN節(jié)點(diǎn)基本信息表；目標(biāo)跟蹤階段是當(dāng)有目標(biāo)進(jìn)入WSN探測(cè)范圍時(shí)，系統(tǒng)利用DMA處理探測(cè)節(jié)點(diǎn)信息，并將DMA處理結(jié)果返回GMMA，進(jìn)而發(fā)送給遠(yuǎn)端用戶。

2.1WSN構(gòu)建階段

在WSN網(wǎng)絡(luò)部署完畢后，遠(yuǎn)程用戶向sink節(jié)點(diǎn)發(fā)送啟動(dòng)MA平臺(tái)的消息，sink節(jié)點(diǎn)GMMA創(chuàng)建后，GMMA調(diào)用create（）方法，創(chuàng)建NMA（NMA的數(shù)量根據(jù)WSN網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和節(jié)點(diǎn)數(shù)量決定，通過(guò)相應(yīng)的規(guī)劃算法計(jì)算），NMA需要前往WSN中的各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)收集傳感器的基本信息，NMA通過(guò)調(diào)用route（）方法計(jì)算下一個(gè)遷移的節(jié)點(diǎn)，抵達(dá)目的節(jié)點(diǎn)后調(diào)用record（）方法采集節(jié)點(diǎn)的基本信息，完成采集后將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)加入行程表，再次調(diào)用route（）方法計(jì)算下一個(gè)遷移節(jié)點(diǎn)，重復(fù)上述過(guò)程，直至所有節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)被訪問(wèn)完畢，再次遷移回到sink節(jié)點(diǎn)，將MA信息表發(fā)送給GMMA，GMMA向遠(yuǎn)程用戶發(fā)送系統(tǒng)構(gòu)建完成的信息，基于MA的目標(biāo)跟蹤WSN構(gòu)建完畢，可以進(jìn)入正式的工作階段。圖2給出了本階段系統(tǒng)內(nèi)MA工作的時(shí)序圖。

圖1　基于MA的目標(biāo)跟蹤WSN系統(tǒng)工作流程示意圖

圖2　WSN構(gòu)建階段系統(tǒng)內(nèi)MA時(shí)序圖

通常情況下，WSN構(gòu)建階段的工作在WSN的整個(gè)生命周期通常只需要執(zhí)行一次，但是由于WSN節(jié)點(diǎn)故障的不確定性，應(yīng)該在系統(tǒng)運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，重新執(zhí)行一次WSN構(gòu)建階段，提高目標(biāo)跟蹤WSN的可靠性。

2.2目標(biāo)跟蹤階段

當(dāng)有目標(biāo)進(jìn)入WSN探測(cè)范圍時(shí)，節(jié)點(diǎn)n1探測(cè)到目標(biāo)，sink節(jié)點(diǎn)GMMA請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)n1發(fā)送目標(biāo)探測(cè)信息，GMMA接收探測(cè)到目標(biāo)消息，創(chuàng)建DMA進(jìn)行處理，并在設(shè)定的條件下向GMMA發(fā)送系統(tǒng)進(jìn)入目標(biāo)跟蹤階段，具體流程如下：

1）GMMA通過(guò)create（）方法創(chuàng)建DMA，DMA以節(jié)點(diǎn)n1為目的地（當(dāng)GMMA收到多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)回的探測(cè)信息時(shí)，選擇信號(hào)強(qiáng)度最大的節(jié)點(diǎn)作為n1），調(diào)用route（）方法，計(jì)算sink節(jié)點(diǎn)至n1節(jié)點(diǎn)的路徑。

2）DMA調(diào)用move（）方法，遷移至n1節(jié)點(diǎn)。

3）DMA向n1及其周?chē)?jié)點(diǎn)發(fā)送request data消息。如果收到節(jié)點(diǎn)n1、n2和n3，發(fā)送的探測(cè)結(jié)果信息r1、r2、r3和節(jié)點(diǎn)位置信息s1、s2、s3，繼續(xù)執(zhí)行步驟5），如果沒(méi)有收到信息，跳至步驟7）。

4）DMA接收到探測(cè)結(jié)果信息后，存入節(jié)點(diǎn)采集信息表，調(diào)用trilateration（）方法，計(jì)算目標(biāo)當(dāng)前位置，并將計(jì)算結(jié)果xt存入目標(biāo)信息表。

5）DMA調(diào)用filter（）方法對(duì)目標(biāo)位置數(shù)據(jù)xt進(jìn)行濾波，得到目標(biāo)位置濾波數(shù)據(jù)t，存入目標(biāo)信息表。DMA判斷是否符合結(jié)果回送GMMA條件，如果符合，DMA將目標(biāo)信息表內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至sink節(jié)點(diǎn)的GMMA，否則不進(jìn)行任何操作。

6）根據(jù)濾波得到的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，預(yù)測(cè)下一時(shí)刻目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)t+1，DMA選擇距離t+1的節(jié)點(diǎn)作為下一個(gè)遷移節(jié)點(diǎn)n1，通過(guò)route（）算法計(jì)算DMA 至n1的遷移路由，時(shí)間計(jì)數(shù)t=t+1，跳至步驟2）。

7）DMA未收到探測(cè)結(jié)果信息，認(rèn)為目標(biāo)已經(jīng)離開(kāi)WSN探測(cè)范圍，將目標(biāo)信息表內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)送至sink節(jié)點(diǎn)的GMMA，并發(fā)送跟蹤結(jié)束信息，DMA終止。

圖3給出了本階段系統(tǒng)內(nèi)MA工作的時(shí)序圖，上述流程描述的是WSN跟蹤單目標(biāo)時(shí)的工作流程，如果WSN跟蹤網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)跟蹤目標(biāo)，GMMA需要同時(shí)創(chuàng)建多個(gè)DMA分別按照上述流程進(jìn)行處理。

圖3　WSN目標(biāo)跟蹤階段系統(tǒng)內(nèi)MA時(shí)序圖

3　仿真實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證本文提出的MA-TWSN的基本性能，通過(guò)對(duì)一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤示例，分析系統(tǒng)性能。仿真條件如下：假定目標(biāo)跟蹤WSN的覆蓋范圍為100*100 m2，傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量為100，位置隨機(jī)分布，sink節(jié)點(diǎn)位置確定，為（50，50），傳感器的通信距離為15 m，探測(cè)距離為30 m，傳感器采樣間隔TN=1 s，目標(biāo)初始節(jié)點(diǎn)位置（0，0），目標(biāo)勻速直線運(yùn)動(dòng)，X方向速度vx=0.22 m/s，Y方向速度vy=0.19 m/s，節(jié)點(diǎn)探測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)的大小Nresult=0.1 kB，DMA和RMA代碼段（Method）大小MAcode=1 kB，DMA向sink節(jié)點(diǎn)回送結(jié)果數(shù)據(jù)大小MAresult=0.2 kB，應(yīng)用跟蹤采樣周期要求TS=5 s，仿真總時(shí)間t=400 s。定義變量單位負(fù)載量，單位負(fù)載量等于網(wǎng)絡(luò)中傳遞數(shù)據(jù)的大小與數(shù)據(jù)傳遞距離的乘積，單位kB·m，它可以較好地反映WSN網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和節(jié)點(diǎn)能量消耗情況。為了避免節(jié)點(diǎn)位置隨機(jī)帶來(lái)的誤差，進(jìn)行蒙特卡羅仿真，仿真次數(shù)50次，本文提出的基于MA-TWSN單位負(fù)載量與C/S-TWSN單位負(fù)載量比值為0.85∶1，基于MA目標(biāo)跟蹤WSN性能優(yōu)勢(shì)明顯。為了進(jìn)一步驗(yàn)證提出基于MA目標(biāo)跟蹤WSN結(jié)構(gòu)的有效性，對(duì)不同節(jié)點(diǎn)數(shù)目的WSN進(jìn)行了仿真，并將結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，如表1所示：

表1　不同節(jié)點(diǎn)數(shù)目下目標(biāo)跟蹤WSN結(jié)構(gòu)單位負(fù)載量比較

從仿真結(jié)果不難看出，在WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目特別少時(shí)，基于MA-TWSN性能與基于C/S-TWSN性能接近，甚至性能還不如C/S-TWSN，這是由于節(jié)點(diǎn)特別少時(shí)，WSN節(jié)點(diǎn)間傳遞數(shù)據(jù)量較小，而MA-TWSN內(nèi)MA的遷移會(huì)額外產(chǎn)生一部分?jǐn)?shù)據(jù)單位負(fù)載，因此，性能一般。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量逐漸增大時(shí)，MA-TWSN性能單位負(fù)載量明顯低于C/S-TWSN，因此，在節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多的情況下，MA-TWSN具有較大的性能優(yōu)勢(shì)。

4　結(jié)論

提出了一種基于移動(dòng)代理的目標(biāo)跟蹤WSN體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)WSN中移動(dòng)代理進(jìn)行了分類(lèi)，并為每種移動(dòng)代理定義了結(jié)構(gòu)，建立了基于移動(dòng)代理的目標(biāo)跟蹤WSN工作流程，并通過(guò)仿真對(duì)比，驗(yàn)證了WSN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)，提出的目標(biāo)跟蹤WSN體系結(jié)構(gòu)具有較好的性能。本文只是提出了基于移動(dòng)代理的目標(biāo)跟蹤WSN基本結(jié)構(gòu)，若要將它應(yīng)用于實(shí)際的目標(biāo)跟蹤環(huán)境，還需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)代理的路由優(yōu)化算法、數(shù)據(jù)濾波算法和移動(dòng)代理容錯(cuò)性等問(wèn)題進(jìn)行深入的研究。

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Design of Target Track WSN Architecture Based on Mobile Agent

CHEN Jia-jun1，XING Chang-feng1，WANG Xiao-bei2，WANG Dan-dan3
（1. College of Electronic Engineering，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China；2. College of Electrical Engineering，Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China；3. Naval Flight Academy，Huludao 125001，China）

Abstract：In target track WSN，the mobile agent technique is introduced. It can visit sensor nodes and fusion data on the principle of selectivity. It is proposed that a kind of target track WSN architecture based on mobile agent. Mobil agents in network are classified and the function and framework of Mobil agent is defined. The target track work flow based on mobile agent is established. At last，the proposed architecture is proved to have great performance advantage to custom target track WSN architecture based on C/S in unit lord through simulation when net node number increasing.

Key words：target tracking，wireless sensor network，mobile agent，system architecture

中圖分類(lèi)號(hào)：TP31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-0640（2016）05-0173-04

收稿日期：2015-03-25修回日期：2015-05-17

*基金項(xiàng)目：國(guó)防預(yù)研基金資助項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：陳佳?。?985-），男，湖北武漢人，博士，講師。研究方向：移動(dòng)代理系統(tǒng)建模與應(yīng)用，信息作戰(zhàn)指揮過(guò)程仿真。