以前的监控系统常常是将少量的,大功率的,并且具有很强的数据分析能力的传感器安放在距离目标有一定距离的观测点进行监控,它的缺点是:获得的数据很不准确,需要传感器具有很强的数据处理能力,要求它能够从混杂的信号中分析出有用的信号。现在我们可以生产出体积小,耗能小,造价低,功能却很强大的传感器,将这种传感器高密度的安放在观测区域,我们就可以获得全面的,准确度高的数据。 集成了传感器,嵌入式计算,网络和无线通信四大技术而成的无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,它是一种新型的无基础设施的无线网络,它能够协作地实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,再传送到需要这些信息的用户。具有十分广阔的应用前景。 论文首先阐述了本课题的研究背景,国内外的研究现状及发展趋势,本课题研究的必要性和意义,本课题的来源和主要内容。本文的主要内容是:第一,将数据扩散算法引入到传感器网络中;第二,传感器网络协议栈的设计;第三,跟踪移动目标的通信协议的设计。由于传感器网络节点的数量庞大,单个节点资源非常有限,因此对传感器网络通信协议的设计的首要目标就是有效的节约能源和延长网络的生命。本文分析和比较了国外提出的几种针对传感器网络的算法,并指出它们各自的缺陷,从而将数据扩散算法引入到传感器网络中。最后设计了一种能够跟踪移动目标的通信协议。我们设计的这种跟踪协议是一种基于协商机制的层次型路由协议。从网络结构上来看,它将整个网络划分成不同的族,每个族由一个族头节点和若干普通的节点组成,族头节点处于较高的层次,它不仅承担感知数据的任务,还要接受族内普通节点传输的数据,进行数据融合,并把处理后的数据向sink节点传送;普通节点处于较低的层次,只执行感知和向族头节点传输数据的任务。族中的每个节点都维护着通往sink节点的多条路由。族内节点采用元数据协商的方式向族头节点传输自身采集到的数据,族头节点接受完族内所有节点传输的数据后,经过数据融合后再向Sink节点传输。这样就确保整个传感器网络在较低的能量消耗水平下可以获得较长的生命周期。通过OMNET++仿真,证明了我们所设计的协议的跟踪效果基本上能够达到预期目标。