物联网的广泛应用推动了感知技术的发展,同时也促进了作为感知技术核心内容之一的无线传感器网络的研究和发展。随着需求的发展,无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks, WMSN)应运而生,其中覆盖控制是研究无线多媒体传感器网络的基本问题,它反映了WMSN对物理世界的感知能力,并直接影响着整个网络的服务质量(Quality of Service, QoS)。WMSN中的多媒体传感器节点的感知具有方向性,适用的设计模型是有向感知模型。和全向感知模型不同的是有向感知模型的感知区域是扇形的。所以有向传感器节点的重要特征就是感知的视角性和方向性。同时,由于WMSN中包含多媒体信息,其数据量大且复杂,其传输耗费较多的网络资源,所以合理的利用网络资源是WMSN一个非常重要的问题。本文围绕无线多媒体传感器网络的有向感知模型,研究基于优先级的目标覆盖算法和动态平衡通信机制。贪婪算法(Greedy Algorithm, GA)和改进的贪婪算法(Enhanced Greedy Algorithm, EGA),是两种简单、计算复杂度低的调整有向传感器节点工作方向的方法,但是它们的结果一般具有局部最优性且没有考虑目标的覆盖度。本文基于EGA算法的思想,结合目标的覆盖度,尽量照顾覆盖边缘的关键节点,提出了基于优先级的方向优化算法(Directions Optimization Algorithm Based on Priority, DOBP)。 DOBP在进行传感器节点工作方向选择的时候将目标节点的覆盖度也考虑在内,对于覆盖度较小的目标节点,优先级设定相对高些,而覆盖度比高的节点则相反,优先级相对低些,节点根据其不同方向中所覆盖目标的总的优先级高低选择工作方向。面对无线多媒体传感器网络通信的高宽带需求,模拟生物的动态平衡特性,为WMSN提出了动态平衡自主通信算法(Homeostasis-inspired Autonomous Communication, HAC),使传感器节点能自动合作、有效地进行的事件信号通信。此算法能够以最低能源开支,从事件信号取得足够数量的数据样本,精确重建宽带事件信号,并且不需要来自汇聚节点的任何反馈消息,大大减少了网络中的信息通讯量。实验对EGA和DOBP的覆盖性能进行比较、分析。仿真结果显示了各种因素包括节点数目、感知半径、目标数目等对覆盖度和网络寿命的影响。同时,实验分析了EGA与HAC结合后以及DOBP和HAC结合后对网络寿命的影响。实验表明,DOBP和HAC的结合在加强对关键节点覆盖的同时,使得网络寿命大大延长。