无线多媒体传感器网络节点与网关的设计和通信机制的研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:AdamMYS
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无线传感器网络是由大量低成本的传感器节点组成的无线自组织网络,能够随时随地搜集物理数据,实现人与物理世界的自然交流。无线传感器网络采用在一定区域内布置大量具有感知和通信功能的节点的方法,来获取该区域的外界环境信息,因此无线传感器网络所用的通信技术主要是短距离无线通信技术。   随着微电子技术的发展和无线传感器网络的日趋成熟,监测环境的日趋复杂多变,由这些传统传感器网络所获取的简单数据愈加不能满足人们对环境监测的全面需求,迫切需要将信息量丰富的图像、音频、视频等媒体引入到以传感器网络为基础的环境监测活动中来,实现细粒度、精准信息的环境监测。在此基础上发展起来的无线多媒体传感器渐渐地步入我们的世界,它是对传统无线传感器的改进,增加了CMOS摄像头,声音采集器等元件,以实现对图像、音频、视频数据的感知和传输功能。大量的无线多媒体传感器放置在指定的区域,形成一个多跳的自组织的网络系统,我们称其为无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Network, WMSN)。它借助于节点上多媒体传感器感知所在周边环境的多种媒体信息(音频、视频、图像、数值等),通过多跳方式将数据传到信息汇聚中心,汇聚中心对监测数据进行分析,实现全面而有效的环境监测。大规模的应用也逐渐普及,工业控制和设备监视、智能农业和环境监测、医疗健康等,这些应用场景都要求把节点密集的部署在所需的场景,各个节点能够完成被分配的任务,并且需将监测到的数据传回汇聚中心,从而需要高效的通信机制。为使管理中心能通过因特网获得传感数据,需要一个连接因特网与无线多媒体传感器的网关设备。   本文首先对无线多媒体传感器网络进行简单的概述,在充分分析国内外研究现状的基础上,设计了一种WMSN硬件节点,并在此硬件节点上设计了基于分组的通信机制,使其提高WMSN的应用性,并达到节能,健壮等要求。同时,在本文中设计一种WMSN网关,将无线多媒体传感器网络接入因特网,从而使得无线多媒体网络具有更广泛的应用前景。
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