WMSNs图像传感器节点节能研究

提出了一种基于压缩感知理论的低能耗WMSNs图像传感器节点。采用压缩感知(CS)理论,通过对半原始数据稀疏采样来降低后续量化编码的数据量,并能降低节点图像处理复杂度,平衡图像处理和数据传输之间的能量消耗。通过建立能耗模型和Matlab仿真表明,与JPEG相比,采用基于压缩感知理论的压缩编码算法可以有效降低整个节点的能耗。     

基于WiFi的体温监测系统设计与实现

为实现住院患者体温的非接触式实时采集和监测,减少感染机率,设计了基于WiFi的体温实时监测系统。本系统主要由数据采集单元和监控中心组成,数据采集单元由温度传感器和低功耗WiFi芯片GS1010组成,完成数据采集和发送功能。监控中心通过无线AP点(Access Point)接收,解析和实时显示数据。实验结果表明,该系统性能可靠,能够快速完成温度显示,具有一定的应用价值。     

无线多媒体传感器网络中相机节点的设计与实现

相机节点是组建无线多媒体传感器网络(WMSNs)的核心部分。提出了一种基于TMS320C6204的低功耗、低成本、中等图像传输质量的WMSNs相机节点设计方案,完成了相应的硬件电路设计,介绍了其工作原理、系统流程,详细说明了DSP与图像传感器、DSP与无线收发模块之间的接口方法,并基于波特率、图像压缩进行了定量分析。     

基于ZigBee协议的图像传输系统的研究

ZigBee技术是随着工业自动化对于无线通信和数据传输的需求而产生,有很多优点,但是由于本身传输速率低不利于传输图像。文章对在居家养老系统中利用ZigBee网络进行图像传输进行了研究,采用VC0706PREB芯片和S3C44B0X进行图像采集和处理,通过串口将图像数据发送到由CC2431ZDK构成的MESH结构无线传感器网络,并最终在监护中心进行显示,达到更好的监护效果。经测试,采集一幅320×240的图像压缩后最终大小为12KB左右,图像的清晰度和实时性也可以满足实际需求。文章所提出的传输系统功耗低、稳定、安全,为建立基于社区范围、需要实时监护、提高救治率、同时减小病人负担的远程医疗监控网络提供了思路,具有一定的实用价值。     

海产品冷链物流监测系统设计与实现

针对海产品运输环节实时监测的需要,利用无线传感器网络部署方便、成本低、低功耗等特点,设计出能有效监控海产品冷链物流运输全过程的系统.该系统设计实现了超低功耗测量终端,能对对车厢内的温湿度进行检测无线传输功能;实现了无线网关系统,利用北斗定位系统、加速度计、GPRS等设备实现了对车辆状态的监控以及监控信息的转发和传输功能;利用GIS技术实现了车辆在地图中的显示的服务器系统.     

井下无线多媒体传感器网络图像传输技术研究

本文在分析分布式视频编解码技术具有低复杂度、低存储、低能耗的特点以及无线多媒体传感器网络具有自组织性、放置灵活、移动性强等特点后;根据煤矿巷道狭长的特点,设计一种煤矿井下救灾应急通信系统,并以此系统框架为基础提出了适于井下长距离分布式图像编码传输技术和基于伙伴协助的图像传输方案:多媒体节点将采集到的图像首先进行量化处理,然后将压缩任务分布到伙伴节点,伙伴节点将压缩后的数据传输给簇首,最后由簇首转发该压缩数据至汇集节点,在地面的服务器上进行解压缩和数据融合,合成分辨率较高的图像。最后通过与传统三种基于簇的图像传输方案比较,本文提出的基于伙伴协助的视频流传输方案极大地缓解了多媒体节点的能耗压力,很好地平衡了网络节点能耗,更能有效地延长网络的生命周期。     

基于虚拟力算法的WMSNs覆盖研究

为了提高无线多媒体传感器网络（WMSNs）区域覆盖率,在传感器节点随机部署后,通过调节传感器节点的感知方向,使节点从感知重叠区域向覆盖盲区转动,提高网络覆盖率。针对现有算法中存在覆盖效率和覆盖率不能统一的问题,提出一种改进的虚拟力覆盖算法（VFARCR）,该算法利用传感器节点感知扇形区域质心点间的斥力调节感知方向,且通过传感器节点间的覆盖冗余度的决定方向调整的大小,虚拟力和覆盖冗余度共同控制传感器的转动。仿真实验表明：该算法提高了覆盖效率和覆盖效果,提高了虚拟力覆盖算法的性能。     

基于ZigBee的无线图像传输的研究

建立基于ZigBee的无线图像传输系统。设计简单图像传输协议,详细介绍其图像数据帧格式,通过增加1个字节的帧计数建立确认机制和重传机制,保证图像数据帧的可靠传输。以C++Builder作为开发工具,主机软件采用多线程技术,结合简单图像传输协议,实现图像数据的快速传输及图像显示,提高数据传输速度。测试不同波特率下不同发送延时对图像传输的影响,给出实验结果并对影响图像传输速度的因素进行讨论。     

基于遗传算法的WMSNs多路径多目标优化路由算法

针对WMSNs路由算法设计的需求,依据遗传算法的基本原理和Pareto多目标优化方法,提出WMSNs多路径多目标优化路由算法MMOR-GA。该算法充分利用基站的存储空间充裕、能量充足和计算能力强的优势,在全局范围内搜索WMSNs多路径多目标优化路由。同时构建了基于前向邻居概念的网络模型和多目标优化函数,设计特定的编码方案及选择、交叉、变异算子。将MMOR-GA和TPGF进行模拟仿真实验,结果表明MMOR-GA算法能均衡有效地提高WMSNs路由的多QoS参数。     

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%.     

基于区分服务的无线多媒体传感器网络QoS路由协议*

针对无线多媒体传感器网络数据量大且不同业务传输的QoS约束不同的特点,提出了一种数据融合的区分服务的QoS路由算法（DF-DSQR）。该算法在兴趣泛洪期间建立实时（RT）和尽力而为（BE）业务两类梯度,采用优先级排队模型对两类业务的传输进行分级处理,并采用数据融合转发机制,为RT业务和BE业务提供了保证QoS的路由路径。仿真结果表明,该算法既能保证实时业务低时延的要求,又能保证尽力而为业务的QoS要求,均衡了网络能耗,延长了网络生存期。     

WMSNs中基于改进QGA的覆盖增强算法

针对无线多媒体传感器网络(WMSNs)中存在的覆盖盲区与覆盖重叠区域等问题,提出一种改进的量子遗传算法(QGA)来调整WMSNs中节点的位置和感知方向。相对于传统QGA,该算法采用从多条最优染色体构成的集合中随机选取优化目标来引导算法迭代,在保留算法收敛速度的同时改善其易收敛于局部最优的情况;同时,采用自适应旋转角和新的量子变异策略,加快算法的收敛速度。仿真实验表明:该算法具有良好的全局收敛能力和速度,可以更好地提高网络的覆盖率。     

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433 MHz频段的无线地磁车位检测传感器节点设计

针对现在存在的寻找车位难的问题,设计一种利用地磁传感器的基于433MHz频段的无线车位检测节点.该节点利用地磁传感器在有车和无车状态下的数据变化来检测车位状态;利用MSP430F5438和相应的门控管理电路达到低功耗的特性;利用433MHz通信模块,实现数据的无线传输.阐述了整个节点软件的主流程和车位检测的流程.利用实验验证了该车位检测节点和检测方法的有效性与合理性.     

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。     

基于ZigBee技术的连栋温室低功耗环境监测系统设计

针对连栋温室环境监测系统布线困难、监测低效、部署不灵活等问题,设计了一种基于无线传感器网络的低功耗监测系统.以CC2530为核心构建传感器节点,以ZigBee技术构建树状无线传感器网络覆盖整个温室范围,搭配现场PC构建现场自动化监测系统,24h监测环境变化;在传感器节点中进行硬件和软件的低功耗优化设计,降低建造和维护成本,添加时间同步管理和电源管理,增加系统可靠性.初步试验表明:系统能以较低的功耗(提高96.3％)实现数据的准确采集,符合科研和精细化生产的应用要求.