無線多媒體傳感器網(wǎng)絡設計與實現(xiàn).pdf

1、無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(WMSNs，Wireless Multimedia Sensor Networks)可以被應用于戰(zhàn)場偵察與監(jiān)控、智能家居網(wǎng)絡、環(huán)境與農(nóng)業(yè)檢測等領域。因此，研究和實現(xiàn)WMSNs具有重要的理論和實際意義。
　　在分析WMSNs特點及關鍵技術的基礎上，根據(jù)功能需求設計了WMSNs的軟硬件平臺實現(xiàn)方案，該方案基于Xscale處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)，深入研究了分布式自組織網(wǎng)絡AODV路由協(xié)議在嵌入式Linux

2、下的實現(xiàn)和基于V4L的視頻采集、H.264編碼、RTP實時傳輸協(xié)議等多媒體技術在嵌入式開發(fā)板中的實現(xiàn)，并構建了具有5個節(jié)點的WMSNs試驗平臺，為今后進一步深入研究和開發(fā)奠定了技術基礎。
　　對于傳感器節(jié)點的硬件平臺設計部分，本文首先通過幾種典型的多媒體傳感器節(jié)點硬件方案的對比分析，給出了視頻采集芯片加嵌入式處理器的方案，并基于此設計了包含無線網(wǎng)卡、USB攝像頭等主要外設的硬件平臺。對于傳感器節(jié)點的軟件設計部分，通過分析WMSNs

3、中各層協(xié)議的功能和特點，給出了WMSNs的軟件協(xié)議棧設計，然后在比較了幾種典型的嵌入式操作系統(tǒng)的基礎上，選擇Linux作為傳感器節(jié)點的操作系統(tǒng)。
　　接下來本文詳細給出了WMSNs的具體實現(xiàn)過程。首先，是構建WMSNs的節(jié)點，主要包括嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立，bootloader的配置與移植，嵌入式Linux內(nèi)核的裁剪及根文件系統(tǒng)的制作;其次，是WMSNs的無線網(wǎng)絡接口和無線路由協(xié)議的實現(xiàn)，包括USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動的移植及AODV路由協(xié)

4、議在Linux內(nèi)核中的實現(xiàn)機制及移植過程;最后，設計和實現(xiàn)了多媒體應用程序，包括基于V4L的視頻采集流程的設計與實現(xiàn)，基于H.264的視頻編碼程序的設計與實現(xiàn)及其在Xscale處理器上的優(yōu)化，基于RTP/RTCP協(xié)議的實時傳輸程序的設計與實現(xiàn)。
　　最后本文測試并分析了系統(tǒng)網(wǎng)絡平臺的路由功能和QoS性能，并在建立的網(wǎng)絡平臺上驗證了視頻監(jiān)控的應用，測試結果表明AODV協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)WMSNs的路由功能，且網(wǎng)絡性能能夠滿足視頻監(jiān)控的基本