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。     

无线多媒体传感器网络能量均衡的多跳图像传输机制

针对由普通节点和图像节点组成的异构无线多媒体传感器网络,提出了基于图像节点邻域协作压缩的多跳图像传输机制MHIT。该机制在发送图像前,首先根据传输距离和路由跳数判断是否需要压缩图像,若压缩图像后再传输消耗更多能量,则直接发送图像;否则,图像节点将图像压缩任务分发给邻域内的普通节点协作完成,均衡了网络能量消耗,极大地缓解了图像节点的能耗压力。实验结果表明,MHIT有效解决了无线多媒体传感器网络因图像压缩而引发的能量空洞问题,明显延长了网络生存期,特别适合于大规模无线多媒体传感器网络远距离图像传输。     

多媒体传感器网络实时分簇路由协议

在无线多媒体传感器网络路由协议设计中,针对如何满足QoS传输需求并尽可能提高能量效率的问题,提出一种分簇结构的实时路由协议CBRP。将地理位置路由和非均匀的虚拟网格分簇技术有效地结合,动态调整数据包在簇头组成的骨干网络中的传输速率。仿真实验结果表明,该路由协议满足实时性、可靠性等质量域的QoS需求,能有效延长网络的生命周期。     

一种多媒体传感器网络容错分簇算法

在无线多媒体传感器网络分簇算法设计中,针对如何满足QoS需求并尽可能提高能量效率问题,提出了一种容错分簇算法。根据节点的剩余能量和质心选举簇头,采用容错机制和能量有效策略组织成簇,并动态调整数据包在簇头间的传输速率。仿真实验结果表明该分簇算法满足多媒体数据传输的可靠性和实时性需求,能有效延长网络的生命周期。     

分簇无线传感器网络中全局最小能耗传输策略

无线传感器网络能量均衡策略中存在能耗大小的问题。在圆形的网络模型中,通过比较不同分环数下总能耗大小,得出在能量均衡前提下,能耗最小的网络分环数。算法同时能够明确网络所需的最优簇头数。实验数据表明,该策略可以最大限度的减少节点能耗,延长网络寿命。     

基于簇的认知多媒体传感器网络实时路由协议

认知无线电传感器网络中信道的可变性使得多媒体数据传输面临着巨大考验,在主要用户的干扰下如何让数据实时传输到汇聚节点是许多研究者正在研究的问题。文中提出一种基于簇的认知多媒体传感器网络实时路由协议,该协议通过对主要用户活动时间的预测获得信道的预期可用时间,并选择合适的信道进行数据传输;同时考虑可靠性指标,将数据丢失概率控制在合理的范围内,使得数据可以在规定的时间内可靠地传输到目的地;在选择下一跳节点时,除了考虑距离问题,还兼顾了信道的可用时间问题,尽可能地减少数据的传输时间。仿真结果表明,CBRTR可以均衡节点能耗,延长网络的生命周期,实现数据的实时、可靠传输。     

多媒体传感器网络中数据多宿主传输方法仿真

在多媒体传感器网络中使用传统的传输方法存在丢包率高、稳定性低的问题,提出数据多宿主传输方法。根据多媒体传感器网络的连接情况,对传输终端也就是宿主节点进行定位,并形成对应的传输通道。设置符合该传输环境下的传输协议,通过数据压缩编码和融合封装两个步骤,实现待传输数据的预处理。通过划分传感器节点优先级确定数据传输的先后顺序,同时计算拥塞度量实现数据多宿主传输拥塞控制,最后以传输信道的网络容量分配传输路径,实现多媒体传感器网络的数据多宿主传输。通过仿真可以看出,数据多宿主传输方法比传统方法的丢包率低,且在不稳定的网络环境下抗干扰性能更好。     

无线传感器网络移动簇头节能传输协议

无线传感器网络具有资源的有限性和传感器采集数据的特点,许多在传统网络中运作良好的通信协议,在一些由固定节点和移动节点组成的无线传感器网络中不能很好地管理网络和处理传感器数据。该文提出一种移动簇头的节能通信协议,使用自组织传感器簇来处理和散发数据。通过与LEACH协议的对比,证明该协议具有更好的节能性和更长的网络寿命,更适用于无线传感器网络。     

分簇无线传感器网络多Sink多信道传输方案

针对无线传感器网络(WSNs)在大规模网络应用时出现的问题,通过对 Siphon 协议的研究,提出一个基于分簇网络结构的多 Sink 多信道传输方案,并采用多信道的方法解决簇间传输干扰问题,在保证节点有效利用能量的同时提高 WSNs 的数据传输性能.介绍和分析"漏斗效应"和 Siphon 协议,对平面网络结构和分簇网络...     

传感器网络中基于簇的组密钥管理方案

针对传感器网络中无长期可信节点的特点,基于传感器网络的簇结构和门限密钥共享机制提出一种新的组密钥管理方案,使得只有组中的合法节点才能存储一个有效的组密钥分量。组密钥更新时,组密钥由节点协同产生并由簇头安全分发。理论分析和仿真实验表明,该方案具有良好的安全性,在组密钥更新时存储开销和通信开销较低。     

WMSN中一种有效的地理路由空洞迂回算法

路由空洞问题一直是无线多媒体传感器网络的一个研究热点,针对地理位置路由的特点,提出了一种有效的空洞迂回算法BHRGR。该算法通过提前发送探测包获取空洞边界节点信息确定空洞位置,构建覆盖空洞的虚拟矩形以产生动态中间目的节点,形成有效的迂回空洞路径。仿真结果表明,该算法的路由平均跳数和能量消耗有明显的减少,而且能够有效地缓解路由空洞扩大问题,延长网络生存时间。     

多媒体传感器网络中服务感知的公平调度算法

针对多媒体传感器网络中基于异常事件驱动的服务模式和基于用户查询驱动的服务模式,分析不同服务的流量模式,提出一种服务感知的公平调度策略,采用基于流量预测的动态公平缓冲共享机制和速率分配算法实现2类数据QoS的公平保障。仿真实验表明,该算法在传输延迟和成功到达率方面实现了公平性目标。     

无线多媒体传感器网络实时任务分配算法

为了满足多媒体信息传输的时延、同步的要求,提出无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSNs)在能量受限情况下的实时任务分配算法.根据跟踪目标、传感器节点和汇聚节点的地理位置信息分簇,簇内节点任务分配选择能够满足能量上限的调度长度最小的分配方案.调节任务执行能量上限Emax、合作处理分簇的最大跳数K和执行任务总数Tnum三个参数,随机产生任务图进行仿真实验.结果表明:在性能上,算法满足节点能量受限的要求,在实时性方面有明显改善,与早期的分布式计算架构相比,由仿真图估算可得任务调度长度减少约45%;与带能量限制的任务映射和任务调度算法EcoMapS相比,从仿真图可以看出,任务调度长度也有明显减少.     

A multi-objective routing algorithm for Wireless Multimedia Sensor Networks

In this paper, a new multi-objective approach for the routing problem in Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) is proposed. It takes into account Quality of Service (QoS) requirements such as delay and the Expected Transmission Count (ETX). Classical approximations optimize a single objective or QoS parameter, not taking into account the conflicting nature of these parameters which leads to sub-optimal solutions. The case studies applying the proposed approach show clear improvements on the QoS routing solutions. For example, in terms of delay, the approximate mean improvement ratios obtained for scenarios 1 and 2 were of 15 and 28 times, respectively.     

无线传感器网络通信半径动态调整的能耗均衡策略

针对无线传感器网络中分簇算法采用多跳通信方式时,靠近汇聚节点的簇首节点由于转发大量数据而导致自身能量消耗过快且易失效,从而造成网络分割,形成"热区"问题,提出了一种无线传感器网络通信半径动态调整的能耗均衡策略.该算法将传感器网络合理分区,通过动态调整分区通信半径选择能耗均衡的簇结构.仿真实验表明该算法可以把能量均衡地分摊到网络的各个节点,并具有较高的能耗效率,延长了网络寿命,减缓了网络的"热区"问题,性能优于HEED算法.     

无线传感器网络的组密钥管理方案

为在有限资源的无线传感器网络上进行安全的群组通信,组密钥管理在满足基本安全需求的同时,须保证当有节点成员离开或加入网络时,更新组密钥不额外增加系统的通信和计算开销。基于此,使用多项式提出一种安全有效的组密钥管理方案,与现有的群组密钥相比,该方案具有较高的效率,更适合于无线传感器网络。     

一种适用于无线多媒体传感器网络的JPEG图像编码算法

在资源受限的无线多媒体传感器网络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.研究无线多媒体传感器网络中视频监控图像序列的压缩,提出一种基于变化检测和改进JPEG算法的低复杂度图像编码方案.通过变化检测算法定位监控图像中的运动目标即感兴趣区域,仅传输兴趣区域以显著减少数据传输量...     

无线传感器网络动态频谱分配方案

针对无线传感器网络带宽与能量受限问题,以最大化频谱利用和最小化频谱切换为目标,兼顾优先级和公平性指标,构造最大化系统整体性能的目标函数。在此基础上,提出一种适合无线传感器网络的动态频谱分配方案。仿真结果表明,该频谱分配方案在考虑优先级的同时能够公平地分配频谱资源,实现最小化频谱切换。     

被动无线传感器网络的新数据传输模式

被动式工作环境下,无线传感器网络有其独特的特点。在已有的基于簇的数据传输模式的基础上提出了簇中建链的新传输方法。在簇中节点被唤醒后,由簇头将这些节点连接成链（Link）并随机选择链首,链首收集数据后发送到簇头。这种方式消除了多个唤醒节点同时向簇头发送数据造成的数据冲突现象,节省了节点传输能耗也使节点间的能耗更加均衡,从而延长了网络寿命。