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.     

无线多媒体传感器网络视频流区分服务多径Qos路由算法

无线多媒体传感器网络视频流传输需要提供多样性QoS保障,传统的无线传感器网络路由协议不能很好地保证多媒体视频流数据传输, 改进多径路由算法TPGF下一跳节点选择方法,提出一种适合视频流传输的区分服务多路径Qos路由算法DSMQRA。综合考虑各路径跳数与节点剩余能量情况,在源节点与汇聚节点间找到多条优化的节点不相交路径;采用区分服务机制,重点保护视频流关键帧,提高视频流传输质量。在NS2环境下与AODV、GPSR、TPGF等算法进行仿真对比分析,实验结果表明DSMQRA算法能够有效延长网络生存时间、降低丢包率、减小帧延时、图像峰值信噪比较高,更加适合无线多媒体传感器网络视频流数据传输。     

使用移动终端作为SINK节点的无线传感器网络

无线传感器网络由传感器节点,接收发送器(SINK),因特网以及用户管理节点组成.传感器节点通过SINK节点与因特网进行交互.在目前的无线传感器网络中,SINK节点是固定的,而且多采用有线的方式与因特网进行连接,这种方式已经限制了无线传感器网络的发展,这时需要一种具有良好移动性的SINK节点来为网络服务.本文提供了一种将移动终端与SINK节点相结合的实现方法,并且通过这种结合实现了将通信网和无线传感器网络结合起来.     

无线多媒体传感器网络实时MAC协议

实时性是无线多媒体传感器网络的重要考虑因素之一,而MAC协议能否高效地使用无线信道对保障无线多媒体传感器网络的实时性起着决定性作用。针对无线多媒体传感器网络的业务数据特点,提出了一种基于时隙预留的多信道实时MAC协议。该协议在响应流媒体查询之前,事先建立一条从源节点到汇聚节点的时隙预留流路径,从而最小化数据包在每一次转发时的信道接入时延。仿真结果表明,该协议明显减小了流媒体数据的端到端时延与时延抖动,并且具有较好的能量有效性。     

无线多媒体环境监测系统的设计与实现

在分析无线多媒体环境监测系统所需功能的基础上,设计了无线多媒体环境监测系统,并通过专门的控制命令传输通道,实现了对传统无线传感器网络与无线多媒体传感器网络的协调控制.根据监测系统需求,给出了无线多媒体环境监测系统的总体结构,以及汇聚节点软件和PC机端软件实现系统协调控制的方法.     

面向声音监测的多媒体传感器节点硬件设计与实现

多媒体传感器网络能够采集和传输信息丰富的音频、视频、图像等多媒体信息,具有十分广泛的应用前景,是近年来无线传感器网络的研究热点。目前,国外多媒体传感器节点主要针对图像传输;国内使用的节点大多都难以满足多媒体信息处理和传输等方面的应用要求。本文针对鄱阳湖鸟类声音监测的应用,设计实现了一种新型的高性能多媒体传感器节点。实验结果表明,由该节点组成的多媒体传感器网络,能有效建立路由,实时地感知和采集网络覆盖区域内的多媒体信息。     

一种无线传感器网络及MAC协议设计

支持无线传感器网络的关键技术包括支撑传感器节点工作的操作系统平台设计,以及节点之间的无线通信网络系统设计.本文以当前的普适计算与无线传感器网络的研究为背景,以解决无线传感器网络的关键技术为核心,提出了一种新型的无线传感器网络的应用系统结构的设计,以及传感器节点的设计,并研究了无线传感器网络的MAC层协议的设计准则.     

一种适用于WMSNs的分布式图像压缩算法

为了克服无线多媒体传感器网络(WMSNs)中单个节点存储、处理能力和能量严重受限的问题,在研究双正交叠式变换(LBT)的基础上,提出了一种适用于无线多媒体传感器网络的基于LBT变换的分布式图像压缩算法。仿真结果表明,该算法具有低存储、低处理需求和极低能耗的特点,在传感器节点部署较为密集的情况下能成倍地提高网络生命周期。     

自适应半径调整的无线传感器网络覆盖算法

针对随机分布的无线传感器网络中节点分布不均匀造成的覆盖冗余,以及同时存在的覆盖空洞,提出了一种自适应半径调整无线传感器网络覆盖算法,通过阈值判断监测区域内传感器节点密度,根据监测区域内传感器节点疏密程度,利用节点半径步长系数对监测区域内节点半径进行自适应调整,建立无线传感器节点发射功率与节点发射半径的模型,计算无线传感器发射功率,通过实验和仿真,表明上述方法能够保证网络覆盖率的基础上减少无线传感器网络总功耗,提高网络寿命.     

无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由

针对节点能量分布不均匀的无线多媒体传感器网络中大数据量传输问题,提出一种无线多媒体传感器网络能量敏感多路径路由算法EACM.该算法通过平衡路由节点间剩余能量差异,调节多路径聚集程度来均衡网络能耗减少数据包在路径上的延迟.仿真结果表明EACM算法能有效地延长网络生存期,减少数据包在路径上的时延.     

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。     

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。     

A fuzzy logical controller for traffic load parameter with priority-based rate in wireless multimedia sensor networks

In wireless multimedia sensor networks (WMSNs), sensor nodes use different types of sensors to gather different types of data. In multimedia applications, it is necessary to provide reliable and fair protocols in order to meet specific requirements of quality of service (QoS) demands in regard to these different types of data. To prolong the system lifetime of WMSNs, it is necessary to perform adjustments to the transmission rate and to mitigate network congestion. In previous works investigating WMSNs, exponential weighted priority-based rate control (EWPBRC) schemes with traffic load parameter (TLP) schemes in WMSNs were used to control congestion by adjusting transmission rates relative to various data types. However, when the TLP is fixed, a large change in data transmission causes a significant difference between input transmission rate and the estimated output transmission rate of each sensor node. This study proposes a novel fuzzy logical controller (FLC) pertaining to TLP schemes with an EWPBRC that estimates the output transmission rate of the parent node and then assigns a suitable transmission rate based on the traffic load of each child node, with attention paid to the different amounts of data being transmitted. Simulation results show that the performance of our proposed scheme has a better transmission rate as compared to PBRC: the delay and loss probability are reduced. In addition, our proposed scheme can effectively control different transmission data types insofar as achieving the QoS requirements of a system while decreasing network resource consumption.     

Priority-based rate control for service differentiation and congestion control in wireless multimedia sensor networks

In wireless multimedia sensor networks (WMSNs) a sensor node may have different types of sensor which gather different kinds of data. To support quality of service (QoS) requirements for multimedia applications having a reliable and fair transport protocol is necessary. One of the main objectives of the transport layer in WMSNs is congestion control. We observe that the information provided may have different levels of importance and argue that sensor networks should be willing to spend more resources in disseminating packets carrying more important information. Some applications of WMSNs may need to send real time traffic toward the sink node. This real time traffic requires low latency and high reliability so that immediate remedial and defensive actions can be taken when needed. Therefore, similar to wired networks, service differentiation in wireless sensor networks is also an important issue. We present a priority-based rate control mechanism for congestion control and service differentiation in WMSNs. We distinguish high priority real time traffic from low priority non-real time traffic, and service the input traffic based on its priority. Simulation results confirm the superior performance of the proposed model with respect to delays, delay variation and loss probability.     

基于移动Agent的无线多媒体传感器网络QoS路由算法

无线多媒体传感器网络(WMSNs)的主要特点包括资源有限、时延敏感和数据冗余性高。此外,音视频数据流传输所需的带宽是多媒体传感器节点所能承受的最大传输带宽的几倍。上述因素使得WMSNs的QoS 路由成为一个亟待解决的关键技术问题。鉴于此,首先通过基于等差数列的非均匀分簇算法对网络区域进行划分,然后在此网络拓扑上,提出一种基于移动Agent的WMSNs的QoS路由算法(MAQR)。MAQR由路由发现和数据传输两个阶段组成。在路由发现阶段,采用移动代理技术完成多路径路由发现。在数据传输阶段,采用多优先级多路径传输模型把数据流进行分类,并利用流量预测算法实现网络的负载均衡。最后,在NS-2平台上实现了MAQR,通过与同类算法进行仿真比较,发现MAQR较之同类算法能够明显地提高音视频传输的服务质量。此外,MAQR算法比同类算法的能耗更低。     

A survey on wireless multimedia sensor networks

The availability of low-cost hardware such as CMOS cameras and microphones has fostered the development of Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs), i.e., networks of wirelessly interconnected devices that are able to ubiquitously retrieve multimedia content such as video and audio streams, still images, and scalar sensor data from the environment. In this paper, the state of the art in algorithms, protocols, and hardware for wireless multimedia sensor networks is surveyed, and open research issues are discussed in detail. Architectures for WMSNs are explored, along with their advantages and drawbacks. Currently off-the-shelf hardware as well as available research prototypes for WMSNs are listed and classified. Existing solutions and open research issues at the application, transport, network, link, and physical layers of the communication protocol stack are investigated, along with possible cross-layer synergies and optimizations.     

无线传感器网络中的Sybil攻击检测

对Sybil攻击进行了研究，提出了一种基于地理位置信息的检测方法。利用基站和节点间传输的数据包信息检测部分Sybil攻击，构造多条路径，定义查询包，对通过不同路径到达目标节点的查询包中的字段值进行比较，再结合多跳确认机制，检测网络中的Sybil攻击。这种方法避免了传统的加密、身份认证等方法带来的高计算量和通信量，节省了节点能量。