基于WMSNs的图像数据传输系统设计与实现

无线多媒体传感器网络（ WMSNs）节点存在功耗大、体积大和抗损毁性差等问题,且不适合大规模使用。该研究围绕WMSNs节点的关键技术展开研究,设计并实现了一个图像数据无线传输的低功耗、高效率的系统,该系统采用三层网络结构进行图像数据无线传输,构造了性能优化、结构优良的WMSNs,以此解决了WMSNs的图像传输关键问题。在搭建的开发与测试环境中,完成了节点通信距离的测试和节点功耗测试。测试结果表明：该测试平台性能良好,能够实现图像数据的可靠传输。该研究为WMSNs图像数据传输系统设计提供研究基础和思路。     

无线多媒体传感网节点能耗问题评述

同只具有简单环境数据采集功能的传统无线传感器网络(WSNs)相比,无线多媒体传感器网络(WMSNs)能实现精细粒度的音频、视频、图像等媒体信息的采集与处理,在军事、民用、商业等领域具有非常广阔的应用前景。能耗问题是WMSNs的核心问题,已受到各界的广泛关注。主要从节点节能的角度出发,分析了视频节点的能耗主要来源及其分布,结合视频节点结构和其能耗分布特点,从数据采集、数据处理和数据传输3个方面探讨了节点节能技术的国内外研究进展与所面临的挑战,并展望了未来的发展趋势。     

一种改进的无线多媒体传感器网络分布式图像压缩算法

针对无线多媒体传感器网络(WMSNs)中单个节点资源严重受限而难以直接处理和传输图像的问题,在分布式渐进图像压缩算法(DICA)的基础上,提出了一种改进的基于簇内分布式处理的图像压缩算法(ICDP),即在每个簇内通过能量优先选择原则选取辅助节点来协同完成JPEG2000图像压缩标准中的多级小波变换,从而实现图像的分布式处理和压缩。仿真结果表明,与DICA算法相比,ICDP算法能够在保证图像重建质量和压缩比相同的前提下,更好地平衡网络中各节点能耗,延长了网络的生命周期,更适合应用于资源受限、节点部署密集的WMSNs中。     

无线传感器网络相机节点JPEG2000低功耗实现

无线传感器网络（WSNs）中,相机节点采集的图像数据量非常大,传输前需要对图像进行压缩。为了满足WSNs应用的低能耗、高图像质量需求,结合自行研制的基于DSP的相机节点,对JPEG2000图像压缩算法的低功耗实现问题进行了研究。对算法的小波变换、量化、编码等部分进行了改进,优化了其硬件实现方案。实验表明：通过一定的改进和优化,其实现过程中需要的存储量和实现时间大大降低,进而极大地降低节点能耗。     

无线多媒体传感器网络的QoS问题研究

无线多媒体传感器网络（WMSNs）是在传统无线传感器网络（WSNs）基础上发展起来的具有音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的新型传感器网络．具有广阔的发展前景。WMSNs感知媒体丰富、数据量大和处理任务复杂等显著特点,使其QoS问题的研究极具挑战性。该文分析了WMSNs的QoS需求,并从MAC层和网络层讨论了这一领域的国内外研究现状。最后对QoS亟待解决的问题作了总结。     

面向无线多媒体传感器网络的JPEG 2000图像编码算法

在资源受限的无线多媒体传感器网络(WMSNs)中进行图像编码和传输需要综合考虑能量消耗、压缩率和图像质量三者之间平衡的图像编码方案。对基于离散小波变换的图像编码算法的能耗进行建模分析,提出了一种适用于WMSNs的能量有效的JPEG 2000图像编码算法,根据网络条件和图像质量的限制,使用查找表来选择适当的量子化层级和小波变换层级以减少能量消耗。并采用半可靠的方案进行图像传输,节点根据剩余能量和数据优先级来决定转发或丢弃。仿真实验结果表明:所提出的方法能够在保证所要求图像质量的情况下,有效地降低无线传感器节点的计算和通信能耗。     

多媒体传感器网络中基于两跳簇结构的图像传输方案

与传统无线传感器网络节点能量绝大部分消耗在无线收发上不同,无线多媒体传感器网络中数据处理与传输能耗具有“均匀“分布的特点.通过分析表明,传统无线传感器网络簇结构下的数据传输策略并不适合于无线多媒体传感器网络.因此提出了一种基于两跳簇结构的图像传输方案,通过增加中继节点负责图像的压缩编码和转发,在减小相机节点图像传输能耗的同时,大大缓解了相机节点和簇头的图像处理能耗压力.仿真结果表明,该图像传输方案极大的延长了网络的生命周期,非常适合于能量有限的无线多媒体传感器网络.     

WMSNs的自适应分布式图像压缩算法

根据无线多媒体传感器网络(WMSNs)中节点资源受限的特点,提出一种自适应的基于Walsh-Hadamard变换的分布式图像压缩算法。基于信道状态的准确估计,自适应调整量化表,在保证图像质量满足应用的前提下,获得更高的压缩比率。仿真结果表明,该算法在资源受限、节点部署密集的WMSNs中,可延长网络的生命周期。     

无线多媒体传感器网络共享密钥发现协议设计与实现

无线多媒体传感器网络(WMSNs)是在传统无线传感器网络(WSNs)的基础上发展起来的具有音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的新型传感器网络,具有广阔的应用前景.其网络安全通信已逐步得到研究人员的重视,鉴于无线多媒体传感器网络节点资源受限、分布式等特性,利用秘密同态和布隆过滤器,提出了一种安全高效的共享密钥发现协议,描述其具体设计流程并通过代码设计在嵌入式设备上得到了实现.     

基于预测的WMSNs目标跟踪协作处理方法

提出一种基于预测的无线多媒体传感器网络(WMSNs)目标跟踪协作处理方法.建立全向感知模型,由图像准确定位目标空间坐标位置.组织传感器节点休眠,基于自回归移动平均模型(ARMA)和径向基函数网络(RBFN)进行目标运动轨迹预测,唤醒节点完成协作处理.使用形状上下文的匹配(Shape Matching)算法,避免多节点冗余信息传输.仿真结果表明,基于ARMA-RBFN预测的唤醒机制使能耗降低25倍以上,Shape Matching可减少传输数据量20%.     

双频无线传感器网络节点硬件结构设计

对无线传感器网络节点进行了研究,提出2.4GHz、433MHz双频传感器节点的硬件结构设计,双频无线传感器节点既可工作于2.4GHz基于ZigBee协议进行短距离、低功耗通讯,也可工作于433MHz利用射频功放电路进行远距离通讯,可按不同的无线通讯协议和网络体系结构来构建无线传感器网络,为该领域的研究提供了优异的实验平台.     

一种用于无线传感器网络的模块化设计方法

针对无线传感器网络应用多样化的特点,建立了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点与网关节点的模块化软、硬件设计方案。该硬件方案具有模块化与集成度高的特点,软件方案基于嵌入式操作系统进行多种功能的模块化设计,具有良好扩展性以及可维护性。实现了一种基于单芯片平台的传感器节点与ARM平台的网关节点,讨论了当前与未来适用的各种嵌入式设计关键技术。     

基于ZigBee的图像采集传输系统的设计与实现

介绍了一种基于ZigBee的图像采集传输无线多媒体传感网络系统的设计与实现。系统采用JPEG压缩摄像头及CC2530无线SoC芯片构成节点,实现了参数设置、图像浏览、拓扑结构显示、数据分析和列表等功能,能够实现图像的采集和无线传输。系统具有自组织组网、多种供电方式、功耗低、稳定性强、可扩展性好等特点。     

一种分布式无线传感器网络跨层移动通信技术研究

针对无线多媒体传感器网络对带宽和实时性等的高要求,建立了一种基于能量优化和跨层协同交互的分布式多路径路由技术,并应用于移动通信领域。该技术采用了遗传算法优化节点传输多媒体数据能耗,建立节点剩余能量预测模型,根据感知能量建立跨层协同工作体系,以较小代价在动态无线网络拓扑中选择最优路径。仿真实验和数学分析表明,该技术能够高效地支持实时移动视频通信,适合于计算能力、存储能力和能量等受限的无线多媒体传感器网络。     

基于非合作博弈的无线传感器网络功率控制研究

如何提高能量的有效性是无线传感器网络（WSNs）设计的重要问题,针对WSNs在多媒体等业务中的应用,对基于码分多址（CDMA）通信方式的WSNs模型,提出一种基于非合作博弈的WSNs功率控制算法,并证明了该算法纳什均衡的存在性及唯一性.仿真结果表明,所提出的算法在设计时充分考虑了节点的剩余能量问题,因此能够很好地降低网络的总发射功率,有效地节约节点能量,延长网络的生命周期.     

无线多媒体传感器网络QoS路由算法研究

由于廉价的CMOS摄像头、麦克风的出现,以及对含有丰富信息的图像,视频和音频信息需求导致了无线多媒体传感器网络-(WMSN)的出现.WMSN具有资源有限、可变的信道容量、数据高度冗余等特点,使得WMSN的QoS路由具有极大的挑战性.提出了一种基于Mesh结构的WMSN,并在该结构体系下,提出了一种基于蚁群算法的QoS路由算法.实验研究表明,蚁群算法具有不依赖全局信息的优点,具有应用于WMSN的前景.实验同时表明,决定蚁群算法收敛速度以及会影响传感器网络性能的一些关键参数较难确定,需要进一步研究.     

基于蝙蝠算法的无线传感器网络节点定位

节点定位是无线传感器网络的关键技术,针对最小二乘算法节点定位的不足,为了提高无线传感器网络节点定位精度,提出一种基于蝙蝠算法的传感器节点定位方法。首先将无线传感器节点定位问题转换成一个多约束优化问题,然后采用局部和全局搜索能力强的蝙蝠算法对其进行求解,最后在Matlab 2012平台上对定位性能进行仿真测试。结果表明,相对于其他节点定位方法,该方法提高了传感器节点的定位精度和定位效率。     

基于低能耗的无线传感器节点硬件设计方法研究

无线传感技术相对于传统的传感技术具有方便、快捷、成本低等优点.由无线传感器构成的无线传感器网络能够在无人区域内迅速的构建网络拓扑,达到传输探测信息的目的.但由于其传感设备节点功耗受限问题的存在,给无线传感器网络的稳定性及可靠性带来一些问题.主要针对无线传感器网络中的节点功耗受限的问题,将传感器节点分为处理器单元、传感单元,无线传输单元、电源管理单元4个单元进行研究与分析,探讨如何通过合理设计电路来降低设备功耗,提高设备的能量利用率,从而达到提高无线传感器网络的稳定性和可靠性,延长网络生命周期的目的.     

用于智能电网的有差别射频充电传感器网络

针对应用于智能电网中的无线传感器网络(WSNs)节点能量受限问题,分析了基于无线射频充电技术的为传感器节点充电技术,改进了可持续无线充电传感器网络(SWRSNs),提出有差别射频充电传感器网络(DRRSNs)技术,增加节点的优先级设置,建立整数线性规划模型,用CPLEX求解模型确定标志性节点位置。求解数据表明:节点获得的能量平均提高105%,高优先级节点比低优先级节点平均多获得43%的能量,提高了节点的寿命,保证了WSNs的可靠性,但是路径访问效率平均降低了14%。