无线传感器网络监视跟踪理论与应用

　　《无线传感器网络监视跟踪理论与应用》是关于无线传感器网络监视跟踪理论与应用的一部专著，是作者对该领域多年来研究成果系统、全面的总结。
　　《无线传感器网络监视跟踪理论与应用》共分7章，主要内容包括无线传感器网络监视跟踪概论、无线传感器网络节点定位技术、基于布尔感知模型的无线传感器网络覆盖技术、基于概率感知模型的无线传感器网络覆盖技术、无线传感器网络分簇技术、无线传感器网络跟踪技术等，最后是《无线传感器网络监视跟踪理论与应用》的回顾与展望。
　　《无线传感器网络监视跟踪理论与应用》适用于具有无线传感器网络、通信和信息融合等方面基础的从事预警探测、区域监视、安防布控等相关领域的科研技术人员阅读和参考。

第1章 无线传感器网络监视跟踪概论
1．1 无线传感器网络概述
1．2 支撑监视跟踪应用的关键技术
1．2．1 定位技术
1．2．2 覆盖技术
1．2．3 分簇技术
1．2．4 节点协同技术
1．3 关键技术研究现状
1．3．1 定位技术
1．3．2 覆盖技术
1．3．3 分簇技术
1．3．4 协同跟踪技术

第2章 无线传感器网络节点定位技术
2．1 无线传感器网络节点定位的相关参数
2．2 基于APIT和中垂线性质的改进质心算法
2．2．1 APIT测试
2．2．2 三角形中垂线划分
2．2．3 未知节点收集定位信息
2．2．4 未知节点定位的流程
2．2．5 仿真分析
2．3 基于分治求精的节点定位算法
2．3．1 节点间RSSI测距
2．3．2 节点间相对角度估算
2．3．3 分治法初步估计节点位置
2．3．4 加权求精定位
2．3．5 仿真及性能分析
2．4 基于连通性的多跳定位算法
2．4．1 未知节点离线计算限跳值
2．4．2 节点收发信息
2．4．3 未知节点定位
2．4．4 仿真性能评价
2．5 基于线性规划的分簇定位算法
2．5．1 网络初始化
2．5．2 各节点计算与邻居节点间距离
2．5．3 基于节点势算法划分网格
2．5．4 簇内相对定位
2．5．5 簇间坐标转换
2．5．6 仿真及性能分析

第3章 基于布尔感知模型的无线传感器网络覆盖技术
3．1 基于布尔感知模型的边界线覆盖集中式算法
3．1．1 基于布尔感知模型的边界线覆盖集中式单重覆盖算法
3．1．2 基于布尔感知模型的边界线覆盖集中式多重覆盖算法
3．1．3 节点轮换
3．1．4 节点上报时路径的选择
3．1．5 仿真分析
3．2 基于布尔感知模型的边界线覆盖分布式算法
3．2．1 基于布尔感知模型的边界线分布式单重覆盖算法
3．2．2 基于布尔感知模型的边界线分布式多重覆盖算法
3．2．3 仿真分析
3．3 基于布尔感知模型的变精度区域覆盖算法
3．3．1 集中式算法
3．3．2 分布式算法
3．3．3 仿真分析
……

第4章 基于概率感知模型的无线传感器网络覆盖技术
第5章 无线传感器网络分簇技术
第6章 无线传感器网络跟踪技术
第7章 回顾、建议与展望
参考文献

　　监视跟踪是无线传感器网络研究的热点之一，也是无线传感器网络应用的重要方面。本书在分析无线传感器网络节点定位、区域覆盖、网络拓扑及目标跟踪原理的基础上，深入研究了基于无线传感器网络监视跟踪的关键技术。
　　针对无线传感器网络监视跟踪的重点和难点，本书从无线传感器网络基础理论入手，结合具体应用场景，提出了多种便于工程实现的监视跟踪相关算法，主要内容如下。
　　（1）在综合分析质心和三角形交叉定位两种经典算法的基础上，结合中垂线的性质设计了高精度、低开销的无须测距定位算法；为了在满足定位精度的前提下实现通信量小、计算复杂度低的要求，研究了基于线性规划的分簇定位算法。在综合分析传统基于测距定位算法优缺点的基础上，从节点定位原理出发，推导了锚节点位置关系对节点定位的影响。考虑到锚节点密度较低的网络定位，在不增加通信开销的前提下，设计了高精度的分布式基于测距定位算法，针对多跳定位算法存在的缺陷，研究了基于连通性的多跳定位算法。
　　（2）根据监测区域的重要性，考虑节点能量损耗程度以及同一监测区域存在需要重点布控地段等因素，设计了基于布尔、概率感知模型的单重、多重覆盖算法和变精度区域覆盖算法。
　　（3）在不依赖于节点位置信息的情况下，针对目标监测区域外围易到达的应用场景，研究了基于网格划分的无线传感器网络分簇算法。针对目标监测区域可控的应用场景，为了长时间地对目标区域进行监测，研究了基于固定簇头的无线传感器网络分簇算法。基于军事应用需求，结合节点自身能量有限和密集部署的特点，研究了基于冗余节点调度的无线传感器网络分簇算法，并在此基础上展开对簇头选取、簇形成和数据传输等问题的研究。
　　（4）在考虑节点探测半径与通信半径之间关系的基础上，研究了无线传感器网络目标跟踪能力及水下无线传感器网络目标跟踪算法。为了克服跟踪过程中网络节点间信息交换频繁、计算复杂，导致目标信息传输以及对目标运动状态估计算法复杂度高、能耗大的问题，研究了无线传感器网络基于动态簇的目标跟踪算法和基于灰预测的节点协同跟踪策略。提出了基于节点度的目标群面积估计算法用来解决大面积目标区域跟踪难以实现的问题，以目标群边缘具有节点度的节点组成多边形来计算目标群面积，并分析了采用不同节点度估计目标群面积的误差原因，通过灰预测算法估计目标群中单个目标可能出现的区域，从而唤醒该区域周围的节点实现目标群跟踪。
　　本书由衣晓、刘瑜、吴斌、邓露、薛兴亮、孙荣凯、高玉章、王梓有等共同撰写。
　　本书集中反映了作者近年来基于无线传感器网络的定位、覆盖、分簇、节点协同算法等方面的研究成果，并介绍了无线传感器网络监视跟踪领域的一些新发展以供读者研究参考。
　　鉴于作者水平所限，书中的疏漏与不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。