无线多媒体传感器网络

摘要： 随着无线传感器网络的广泛应用,对传感器网络采集数据信息要求不断提高,多媒体信息感知能力的无线多媒体传感器网络应运而生,数据流传输需要网络提供服务质量保证。对无线多媒体传感器网络路由算法以及路由协议面临的挑战进行分析,深入探讨自适应遗传算法的基本原理,改进后应用于无线多媒体传感器网络路由问题,设计基于遗传算法的QoS路由算法,试验表明采用自适应算法后,能够有效提高算法收敛速度,比传统遗传算法的最优结果更好。

摘要： 随着无线传感器网络的广泛应用,对传感器网络采集数据信息要求不断提高,多媒体信息感知能力的无线多媒体传感器网络应运而生,数据流传输需要网络提供服务质量保证.对无线多媒体传感器网络路由算法以及路由协议面临的挑战进行分析,深入探讨自适应遗传算法的基本原理,改进后应用于无线多媒体传感器网络路由问题,设计基于遗传算法的QoS路由算法,试验表明采用自适应算法后,能够有效提高算法收敛速度,比传统遗传算法的最优结果更好.

摘要： 针对分布式视频编码(DVC)序列在无线多媒体传感器网络(WMSN)中传输可靠性较低的问题,提出了一种考虑节点能耗的图像组(GOP)大小控制方法.该方法分析了DVC编码框架及节点的能量消耗情况,定义了节点的可用度和帧的活动度,并对分布式视频编码序列在编码和传输过程的能耗进行了计算.在此基础上,综合考虑帧的活动度与节点能耗,实现了对分布式视频编码GOP大小的有效控制.仿真实验结果表明,与现有的GOP大小控制方法相比,该方法提高了无线多媒体传感器网络中的DVC序列的峰值信噪比,降低了节点的平均能耗,其传输可靠性也得到了显著改善.

摘要： 为提高配电通信网络的生命周期,降低网络能耗和均衡化WMSNs多路径QoS路由网络负荷,提出一种基于配电通信网的蝗虫算法优化WMSNs多路径QoS路由算法研究.选择WMSNs多路径QoS路由路径最短和能量最低为目标函数,研究结果表明,与改进算法和经典算法相比,基于GOA的WMSNs多路径QoS路由算法网络能耗最低、死亡节点数最少,效果很好,可以延长死亡节点产生的时间,有效提高整个WMSNs多路径QoS路由网络的生存寿命.

摘要： 针对环境监测中细粒度、重点监测的实际需要,设计了一种基于ZigBee无线感知节点和ZigBee+ WiFi多媒体感知节点的无线多媒体传感器网络.在普通环境监测区域,通过ZigBee无线感知节点采集环境温度、湿度、烟雾等数据,并上传至附近多媒体感知节点.多媒体感知节点在接收ZigBee节点数据的同时,摄像头、语音采集单元和WiFi网络实现了对重点环境监测区域的图像、语音数据采集和传输,此外,通过对附近ZigBee节点上传数据的分析,结合舵机云台、姿态感知和GPS定位系统,多媒体感知节点实现了对异常区域图像、语音数据的定向采集.试验证明,该系统实现了对环境的细粒度感知和异常区域定向监测,具有很好的实用价值.

摘要： 通过表面症状来判断植物染病的原因和确定其受害程度是目前植物病害诊断的常用手段.传统温室植物病害检测主要通过工作人员以现场查看的方式进行,存在效率低、检测不全面等不足.随着图像处理理论的发展,基于计算机视觉的植物病害自动检测识别技术成为目前的研究热点.针对温室作物病害自动检测的实际需求,设计开发了一种基于WMSNs的温室植物病害远程监测系统.首先运用无线多媒体传感器网络技术实现温室图像数据的采集和传输;然后运用模式识别技术实现温室作物病害检测;最后利用组态软件对系统的监控界面和病害检测界面进行组态,实现监测系统可视化.实验结果表明,构建的系统能够比较准确地识别病害作物,检测精确率达到96％,具有很好的适用性.%It is a common method for plant diseases diagnosis to determine the cause of disease and the degree of injury based on plant surface symptoms. Traditional greenhouse plant disease detection is mainly carried out by the staff in the field of view,with low efficiency and incomplete detection. With the development of image processing theory,the automatic detection and recognition of plant diseases based on computer vision has become a hot research topic. According to the needs of disease detection for greenhouse crop,a kind of re-mote monitoring system for greenhouse plant disease based on WMSNs is designed and implemented. Firstly,the system completes the ac-quisition and transmission of greenhouse image data based on wireless multimedia sensor network;then it realizes the detection of green-house crop diseases based on pattern recognition;finally,through configuration of the monitoring interface and disease detection interface based on configuration software,its visualization is achieved. The experiment shows that the system can accurately identify the disease crops with its accuracy rate by 96％ and good applicability.

摘要： 针对资源受限的纯相机无线多媒体传感器网络的能量消耗问题,改进了视觉相关性算法,并提出了一种新颖的基于视觉相关性的完全分布式节能策略.首先,根据视觉相关性系数算法计算相机的视觉相关性系数向量;其次,利用视觉相关性系数向量得到相机的竞争筹码并以此确定相机的角色;然后,运行两个并行且相互交互的操作:簇头相机根据簇头权重向量确定下一跳并完成路由建立;非簇头相机计算亲密度向量并且得到自己的簇ID.最后,实验结果表明本文提出的节能策略能有效地延长资源受限无线多媒体传感器网络的生命周期.%In order to reduce the energy consumption in resource-constrained homogeneous camera wireless multimedia sensor networks(WMSNs), the visual correlation algorithm was developed and a novel fully distributed energy conservation strategy based on the developed visual correlation algorithm was proposed. Firstly, the visual correlation vector was calculated by the visual correlation algorithm. Then, the competition chips were obtained by applying the visual correlation vector,thus the role of camera was determined. After that,two parallel and interactive operations were executed: the cluster head nodes determine its own next-hop and establish the route according to the weight vector; the non-cluster head nodes obtain its own cluster ID by calculating the intimacy vector. Finally, experimental results demonstrate that the proposed strategy can effectively prolong the network lifetime in resource-constrained wireless multimedia sensor networks.

摘要： 无线多媒体传感器网络中覆盖控制技术是音视频等多媒体信息获取的基础.覆盖问题的定义与建模,需要对感知模型和覆盖模型进行建模.针对传统几何理论分析方法解决多媒体感知模型问题的局限性,提出了多模态单节点感知模型和协同感知模型.

摘要： 针对无线多媒体传感器网络能量和计算能力有限,在图像压缩过程中需兼顾压缩能耗和图像质量之间的关系等问题,结合JPEG-XR压缩流程和网络的结构特点,提出一种基于多节点协作的图像压缩方法.构建相机节点到普通邻居节点,再到簇头的网络结构,将图像压缩传输等过程分布于协作簇中;通过协作方法完成压缩流程的多节点协同执行.仿真结果表明,在低码率条件下与JPEG方法相比,该方法的峰值信噪比提高约3dB;而网络寿命方面,更好地平衡了网络负载,大大延长了网络寿命.

摘要： 无线多媒体传感器网络中存在多种类型的数据,而且这些数据的服务质量需求并不相同.针对这种情况,提出一种基于蚁群优化的区分服务路由协议DSACO.DSACO在网络分层的基础上通过限制蚂蚁的搜索范围以减少建立路由的时间和能量消耗,采用区分服务路由以满足不同类型数据的服务质量需求.仿真结果表明,新协议能够为多媒体数据的传输提供更好的QoS保障,在数据传输的平均时延、丢包率和能量消耗上优于已有路由协议.

摘要： 提出一个基于部分重传的不等错误保护算法及相应的跨层优化方法来提高能量受限约无线多媒体传感器网络中MPEG-4格式视频的传输质量.其利用压缩码流中不同帧的重要性差别,通过联合应用层和传输层进行跨层优化,易于实现.视频传输仿真实验的结果表明,采用所提出的跨层算法和协议,只需通过重传很少一部分数据包就可以提高视频传输质量,特别是在信道误码率较高的情况下可以取得较好的效果.在包传输错误率为20%时,传统UDP协议所传输视频的峰值信噪比只有14.78dB左右,最终还原视频已经无法观看,而采用本方法可以将其提高18dB左右,从而达到一个相对可以接受的水平.相对于重传全部数据包而言,使用本方法可以做到在不明显降低视频传输质量的条件下,大幅度地减少网络重传数据包数量,从而提高能量利用效率.

摘要： 无线多媒体传感器网络(WMSNs)是一种能在任何地方获得环境中诸如视频和音频流、静止图像和标量传感数据的无线互联设备的网络.大信息量的多媒体数据的采集与处理,在军事、民用和商业领域中具有广阔的应用前景.由于无线网络的特性,互层技术被广泛应用于无线网络的协议设计中.针对WMSNs互层技术的最新国内外研究状况进行了调查、归纳和总结,并且就其中各方面有待研究的问题进行了讨论.

摘要： 为了解决基于OFDM的无线多媒体传感器网络中非线性功放的能耗问题，提出了一种基于提高非线性功放效率的节能方法。该方法以幂级数形式建立OFDM系统中基于提高非线性功放效率的节能模型;以实际中的非线性功放MRF21050为例，通过建立其平均效率．输入功率模型并与节能模型相结合，得出使每比特直流能耗最小的最优调制方式和输入信号功率。在AWGN信道和大尺度衰落信道下对比了该方法和自适应功率回退算法，仿真结果表明相比较自适应功率回退算法，该方法最多节约的直流能耗约为50％。

摘要： 针对无线多媒体传感器网络(WMSNs)的QoS管理问题，提出一种基于被动模式测量的QoS路由机制。首先通过分布武的测量感知端到端QoS指标，其次通过断层分析获得逐跳链路的QoS状态，然后将上述测量结果反馈到网络层的QoS路由过程，将QoS评价结果作为启发条件，结合蚁群算法实现基于动态QoS感知的路由决策。仿真结果证明，该机制的QoS明显优于现有路由机制。

摘要： 无线多媒体传感器网络中存在多种类型的传感器节点,如音频、视频、图像、温度、湿度等,因此需要协作体系结构模型来指导多种异构节点共存情况下的协作任务处理。本文首先描述了无线多媒体传感器网络协作的基本内容和体系结构；而后借鉴Agent的BDO模型建立无线多媒体传感器节点的Agent模型,给出了数值传感器节点和图像传感器节点的Agent语义描述；接着基于多Agent理论构建无线多媒体传感器网络协作体系结构的组织模型,包括组织描述和形成过程；最后通过一个多类传感器的协作组织模型实例和实验展示了提出的模型的合理性和有效性。

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 基于无线多媒体传感器网络区分服务的媒体访问控制方法涉及无线多媒体传感器网络MAC层协议的设计，主要用于针对不同的业务提供区分服务。多媒体传感器网络存在音频、视频信息，同时有可能存在文本信息时，不同的应用要求不同的QoS，这时要求设计的MAC协议能针对不同业务提供区分服务，同时在全网范围内实现资源的有效利用。本发明方法提出了基于无线多媒体传感器网络的区分服务的MAC协议，采用根据服务等级来设定动态时隙分配方案，从而达到基于TDMA的区分服务MAC协议，通过划分多层时隙根据服务来调整时隙分配，同时动态调整服务等级，并增加不活跃节点的休眠，从而延长了无线多媒体传感器网络的寿命并提高了传感器网络的协调性和服务质量。

摘要： 本发明公开基于稀疏感知的无线多媒体传感器网络图像获取方法，该方法基于稀疏感知理论，前端节点在采集彩色图像时仅采集部分感光元件信息进行传输，降低前端节点采集及压缩图像所需能耗；利用彩色图像的结构特性，在基站实现彩色图像的高效重建；将彩色图像数据分布在一个三阶张量中，通过约束“张量核范数”和“总变差”实现由部分采样数据重建出全部数据。本发明与现有无线多媒体传感器网络图像获取方法相比，具有可降低节点采集及压缩图像所需能耗的优点。

摘要： 本发明提供了一种煤矿井下无线多媒体传感器网络区分服务的路由方法。该方法包括：簇头节点分别根据传感数据业务、语音数据业务、视频数据业务对应的路径的WMSNs传输时延、传输丢包率和传输能耗采用线性加权法建立传感数据业务、语音数据业务、视频数据业务的总QoS评价函数；根据传感数据业务、语音数据业务、视频数据业务的优先级，基于总QoS评价函数的值最大的约束条件采用差分进化算法分别计算出传感数据业务、语音数据业务、视频数据业务分别对应的最佳路径。本发明实现了针对3种多媒体业务的3条节点不相交路径，实现了煤矿井下3种多媒体业务的区分服务，保障了3种多媒体业务对传输时延、传输丢包率和传输能耗不同的服务质量需求。

摘要： 本发明公开了一种基于业务优先级的无线多媒体传感器网络资源调度算法，属于无线通信技术领域；具体为：一、初始化无线多媒体传感器网络的各信道参数；二、对传感器节点分类为数据节点和多媒体节点；三、对每个多媒体节点各自分配一个子载波；四、判断子载波是否有剩余，如果有，进入五；否则结束；五、在剩余的子载波中为每个匹配好的多媒体节点，各选取一个最大的数据占有速率。六、判断子载波是否还有剩余，如果有，进入七；否则，分配过程结束；七、采用贪婪算法根据信道参数对每个数据节点分配剩余子载波，直至将数据节点都分配完。优点在于：相比现有算法，有效的保证多媒体业务的QoS需求，同时使系统吞吐量达到最大。

摘要： 无线多媒体传感器网络与无线局域网因特网的互联方法主要用于解决无线多媒体传感器网络与因特网之间的通信问题。该装置为一个网关节点。该网关节点的主要功能是进行协议的转换，而且具有如下特征：网关节点具有两个通信模块，分别是无线多媒体传感器网络ZigBee通信模块和无线局域网802.11g通信模块，前者用于接收从无线多媒体传感器网络发来的数据，后者用于将数据发送给无线局域网的无线接入点，处理器芯片主要完成无线多媒体传感器ZigBee通信协议协议与无线局域网通信协议802.11g之间的转换；存储器模块用来存储从无线多媒体传感器网络接收的数据，然后通过无线局域网转发至因特网上。

摘要： 基于无线多媒体传感器网络区分服务的媒体访问控制方法涉及无线多媒体传感器网络MAC层协议的设计，主要用于针对不同的业务提供区分服务。多媒体传感器网络存在音频、视频信息，同时有可能存在文本信息时，不同的应用要求不同的QoS，这时要求设计的MAC协议能针对不同业务提供区分服务，同时在全网范围内实现资源的有效利用。本发明方法提出了基于无线多媒体传感器网络的区分服务的MAC协议，采用根据服务等级来设定动态时隙分配方案，从而达到基于TDMA的区分服务MAC协议，通过划分多层时隙根据服务来调整时隙分配，同时动态调整服务等级，并增加不活跃节点的休眠，从而延长了无线多媒体传感器网络的寿命并提高了传感器网络的协调性和服务质量。

摘要： 本发明涉及一种无线多媒体传感器网络接入IP网络的方法，其特征在于采用虚拟网关的方式实现无线多媒体传感器网络接入IP网络；所述的虚拟网关遵从SOCKET网络编程规范的应用程序便可以访问该无线多媒体传感网络；所述的虚拟网关在不同的操作平台上能动态加载，完成IP数据和多媒体传感器网络协议数据的转换，是对应操作系统的网络驱动程序。本发明开发的虚拟网关中间件，解决了无线多媒体传感器网络IP网络数据透明传输的问题和无线多媒体传感器网络应用程序移植性、通用性差的问题。

摘要： 本发明公开基于稀疏感知的无线多媒体传感器网络图像获取方法，该方法基于稀疏感知理论，前端节点在采集彩色图像时仅采集部分感光元件信息进行传输，降低前端节点采集及压缩图像所需能耗；利用彩色图像的结构特性，在基站实现彩色图像的高效重建；将彩色图像数据分布在一个三阶张量中，通过约束“张量核范数”和“总变差”实现由部分采样数据重建出全部数据。本发明与现有无线多媒体传感器网络图像获取方法相比，具有可降低节点采集及压缩图像所需能耗的优点。