用于农用机械的无线网络流媒体传输机制

来源 :云南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuning2007
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在人工智能和自动化技术的引领下,农用机械也逐渐步入全自动化作业,但是农用机械在自动化作业过程中可能会出现故障,这些故障轻则会破坏农作物,重则会危害人的生命安全,因此相关工作人员有必要通过摄像头对农用机械进行远程实时观测,在必要的时候做出与机械运相关的决策。但视频数据属于大容量数据,并且农田分布广泛,而且往往距离偏远,所以很难保证农田环境中网络的稳定。因此,适用于动态网络的流媒体实时传输机制对农业自动化的发展有很重要的作用,本研究主要从两方面来解决农田环境中视频传输问题。(1)农用机械在自动化作业时与监视观察员的距离往往较远,因此会涉及到在弱网中长距离传输问题。本研究提出一种二进制再压缩方法对编码器压缩过的视频序列进行二次压缩,通过减少通信信道上传输数据的字节数来解决长距离传输问题。其核心思想是通过二进制重排的思想设计映射规则和聚合规则来改变二进制“0”和“1”符号的原始序列的分布,使得相同符号尽可能聚集在一起,进一步增加重复图像出现的概率。最后设计压缩方案,对聚合出来的符号序列进行压缩。此外,本研究还规定了循环句法规则,以确保重新编码的符号序列能恢复回原始的比特流。(2)考虑到农用机械作业属于长时间持续型,摄像头采集的流媒体数据长时间在动态网络中传输必然会加剧网络各层之间的拥塞而增加传输迟延,而降低时延必然会牺牲视频清晰度。因此本文介绍了无线网络中视频的跨层传输模型和提出高质量视频传输的跨层优化算法,即设计优先级队列对传统跨层算法进行改进,使其能适用于农田长时间抖动的网络环境中传输。最后通过数据包发送率,峰值信噪比和吞吐量来评估提出的跨层优化方案的传输质量。(3)为了验证提出的流媒体网络传输机制在真实农田中的传输能力,开发流媒体网络传输系统并将本文提出的流媒体实时传输机制集成到测试系统中到真实农田进行测试,经验证,集成流媒体传输机制后传输距离达到1600m时视频能够保持高清,平均传输迟延小于350ms。因此,文提出的流媒体传输机制能够提高动态网路中视频传输的质量,为农用机械远程监控提供了有效的视频传输方案。
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