基于信号感知的移动节点安全定位与目标跟踪技术研究

无线传感网络应用于目标跟踪具有潜在的技术优势，然而，当前的基础理论研究在安全性和实用性方面考虑不足。本项目将根据信号感知所生成的几何图形，研究移动节点安全定位与目标跟踪技术新方法。通过基于簇平面的分布式验证方法，解决安全定位中的误判、漏判问题；通过基于热点簇的运动预测方法，解决移动节点定位中精确定位、快速定位与计算量大的问题；通过信息预处理与节点优先级的定义，解决多目标的轨迹生成与实时跟踪问题，然后，在此基础上，构建移动节点安全定位与目标跟踪技术的基本体系结构，并实际应用于井下作业人员与移动设备的定位与跟踪。本项目研究所提出的基本理论与解决方法将在无线传感网络的目标跟踪技术方面取得理论与实用创新，可进一步提高无线传感网络的研究水平，促进无线传感网络产业的发展。研究成果推广运用于军事、交通、物流、环保等领域，将具有更加广阔发展前景和社会经济意义。

节点定位和目标跟踪是无线传感网络的关键技术之一，是实现其它网络功能的基础。针对目前的研究主要集中在提高定位的精确度、降低算法的复杂度和降低能耗等方面，对安全性和实用性考虑不足的问题。项目组开展了基于无线传感网络的节点定位和目标追踪方法研究，取得如下主要成果：.1、设计了基于CC2430的无线传感网络节点和网络平台，基于室内和矿井巷道环境进行大量的实测实验，分析天线、多径、反射、障碍物、弯道等因素对接收信号强度指示值的影响，提出适用于室内环境和矿井巷道的信道衰减模型。.2、深入开展节点安全定位算法研究，提出基于簇平面的分布式定位算法、基于非协同攻击的安全定位算法和基于协同攻击的安全定位算法，消除网络中恶意攻击节点对正常节点位置信息的干扰和合谋攻击引起的虚假坐标信息，很好的改善了攻击环境下节点的定位精度。 .3、系统研究了基于室内模型的节点运动趋势预测、实时数据和采样点的对比，通过引入热点簇图、选择最优区域的参考节点、选择连接线最多的最大簇等方法，实现对移动节点的快速定位，降低定位时的计算复杂度，提高定位的精度。.4、开发无线传感器网络节点运动轨迹生成平台，分析节点运动时产生的冗余位置信息、特定空间中产生的聚合性和节点位置信息的相关性，采用节点位置信息预处理、信息融合、优先时间处理机制和分级等方法，实现关键节点的运动轨迹追踪。.项目组在国内外刊物和会议上发表学术论文38篇，其中SCI收录10篇、EI收录8篇;申请国家发明专利5项；出版专著1部。同时，项目组成员参加国际学术会议4次，培养博士7名，硕士26名。项目按计划完成了预定的研究目标。