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无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks, WMSNs)是一种新型的无线传感网络,采用具备较强的视频和图像等多媒体信息的处理能力的多媒体传感节点,被广泛应用于城市建筑主体结构监控和检测、城市交通宏观调控、油田远程监测系统、工业现场环境监测、智慧农业、“互联网+”等领域。近几年国内外研究学者就无线多媒体传感网络中的网络与信息安全问题、QoS 问题、路由问题开展了深入的研究。但是,无线多媒体传感器网络仍然存在诸多问题。如,无线多媒体网络的生命周期受到高能耗节点限制,多媒体数据在节点之间进行通信过程中易出现误码现象,多媒体信息转发中最优路径选择,声明周期等问题,简言之,上述问题可归纳为节能问题和QoS服务质量两个问题。 针对这两个问题,论文主要利用分层思想、备选路径能量平均消耗评价、基于ADS-ERA的多媒体编码方案、层次QoS感知跨层路由算法和簇内QoS路由算法等概念和方法对WMSNs中的基于分簇的节能QoS路由算法开展研究。主要工作陈述如下: 1. 针对无线多媒体传感网络中存在的节点间多媒体信息传输误码和 QoS 问题,本文采用基于 ADS-ERA 的多媒体信息编码方案,对节点多媒体。编码方案部署在簇头节点在超级节点上工作,当基站节点需要周边环境信息、相邻接点能量信息时,超级节点运行编码方案并收集多媒体信息的转发路径、平均最小能耗。选择最小分组和最小发送能力消耗的路径进行多媒体信息的处理和转发。实验结果表明采用基于 ADS-ERA 的多媒体信息编码方法保证了信息的正确传输和实时传输,提升网络服务质量。 2. 针对无线多媒体网络中存在的网络生命周期受单个节点能耗限制,信息转发最优路径选择等问题,本文采用了层次 QoS 感知跨层路由算法和簇内 QoS 路由算法在分层后的无线多媒体传感网络拓扑结构中寻找最小能耗且负载均衡的信息转发路径。跨层路由算法中设定跨层成本函数,适用于分层网络中节点间信息转发。簇内路由算法聚类初始化后,根据平均能量消耗评价指标确定簇头,进行QoS评价并集群关联收集相邻节点路由信息和能量信息,综合考虑能量因素和负载因素确定簇头。簇头的引入明显缩短网络反应时间,WMSNs 资源消耗较平均,延长了网络生命周期,通信资源分配较平均。设定多媒体传感节点工作和休眠循环模式,信息转发时对休眠节点进行激活,降低多媒体传感节点平均工作能耗,延迟节点的生命周期。实验结果表明层次QoS感知跨层路由算法信息转发过程中降低节点能力消耗,实现负载均衡和延长无线多媒体传感网络生命周期。