[發(fā)明專利]一種主觀興趣驅(qū)動的無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810123592.0
• 申請日: 2008-07-09
• 公開（公告）號: CN101316279A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王汝傳;蔣顥;黃海平;孫力娟;沙超;陳志;葉寧;李文鋒;王玉斐;凡高娟
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種分布式計算和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的解決方案。主要用于無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和應(yīng)用問題，屬于分布式計算和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，具有感知能力、計算能力和通信能力的微型傳感器開始出現(xiàn)，并且引起了人們的極大關(guān)注。這種傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠協(xié)調(diào)地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象信息，并發(fā)布給需要這些信息的用戶。傳感器網(wǎng)絡(luò)將邏輯上的信息世界與真實的物理世界融合在一起，深刻地改變了人與自然的交互方式；可以廣泛地應(yīng)用于軍事、工農(nóng)業(yè)控制、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測等諸多領(lǐng)域。

目前，傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的一個重要方面是在能量嚴重受限的微型節(jié)點上如何實現(xiàn)簡單的環(huán)境數(shù)據(jù)(如溫度、濕度、光強等)采集、傳輸與處理。然而，隨著監(jiān)測環(huán)境的日趨復(fù)雜多變，由這些傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)所獲取的簡單數(shù)據(jù)愈加不能滿足人們對環(huán)境監(jiān)測的全面需求，迫切需要將信息量豐富的圖像、音頻、視頻等媒體引入到以傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的環(huán)境監(jiān)測活動中來，實現(xiàn)細粒度、精準信息的環(huán)境監(jiān)測。由此，多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。

近年來，多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究已引起了科研人員的密切關(guān)注，一些學(xué)者開展了多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的探索性研究，在IEEE系列會議(如MASS，ICIP，WirelessCOM等)、ACM多媒體和傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)會議(ACMMultimedia，ACM?MOBICOM，ACM?WSNA等)發(fā)表了一些重要的研究成果。從2003年起，ACM還專門組織國際視頻監(jiān)控與傳感器網(wǎng)絡(luò)研討會(ACMInternational?Workshop?on?Video?Surveillence?&?Sensor?Networks)交流相關(guān)研究成果。多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(multimedia?sensor?network，簡稱MSN)是由一組具有計算、存儲和通信能力的多媒體傳感器節(jié)點組成的分布式感知網(wǎng)絡(luò)。它借助于節(jié)點上多媒體傳感器感知所在周邊環(huán)境的多種媒體信息(音頻、視頻、圖像、數(shù)值等)，通過多跳中繼方式將數(shù)據(jù)傳到信息匯聚中心，匯聚中心對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，實現(xiàn)全面而有效的環(huán)境監(jiān)測。

一個典型的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)通常由多媒體傳感器節(jié)點(multimedia?sensor)、匯聚節(jié)點(sinknode)、控制中心(control?center)等構(gòu)成。多媒體傳感器節(jié)點散布在指定的感知區(qū)域內(nèi)，其采集的數(shù)據(jù)沿著其他多媒體傳感器節(jié)點逐跳進行傳輸，經(jīng)過“多跳”路由傳送到匯聚節(jié)點，最后通過Internet網(wǎng)絡(luò)或通信衛(wèi)星到達控制中心。用戶通過控制中心對傳感器網(wǎng)絡(luò)進行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)一般由分布在一個傳感區(qū)域內(nèi)的大量多媒體傳感器節(jié)點和一個或多個基站組成。節(jié)點通過攝像頭，錄音設(shè)備，GPS或其它傳感設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并傳到基站節(jié)點，基站接受到這些數(shù)據(jù)后進行處理。由于有大量節(jié)點分布在傳感區(qū)域內(nèi)，在傳感器節(jié)點密集的區(qū)域會產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)；多媒體技術(shù)對節(jié)點數(shù)據(jù)處理能力也提出了巨大挑戰(zhàn)，在短時間內(nèi)如何處理各節(jié)點采集到的海量數(shù)據(jù)也成為了重點問題。在現(xiàn)有的多媒體傳感器數(shù)據(jù)處理/存儲能力和網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制下，多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)需要采用各種的策略進行有效數(shù)據(jù)分析，有選擇性地處理有效數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)壓縮，減少冗余數(shù)據(jù)。

本發(fā)明利用移動代理中間件技術(shù)控制數(shù)據(jù)采集，進行數(shù)據(jù)融合。移動代理中間件技術(shù)是隨著Internet(因特網(wǎng))的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新興技術(shù)，它較好的適應(yīng)了Internet的特點，有效簡化分布式系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)和維護。一般來講，移動代理中間件是指一個獨立的計算機軟件實體，它按照一定的規(guī)程，能夠自主的在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)上移動，代表用戶完成特定的任務(wù)。移動代理中間件的優(yōu)勢主要有兩點：一方面，它實現(xiàn)了計算向所需資源的靠攏，這可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的帶寬并具有異步功能；另一方面，允許程序動態(tài)發(fā)布到主機。由于移動代理中間件的諸多優(yōu)點，它在電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理、移動計算、Internet信息的智能檢索等方面都有較好的應(yīng)用前景，對移動代理中間件技術(shù)的研究正成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的熱點之一。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種主觀興趣驅(qū)動的無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法，根據(jù)從自然界中生物群落的行動特點中抽象出來的行動模型設(shè)計網(wǎng)絡(luò)智能模型，解決多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)如何獲取有效數(shù)據(jù)，在分布式計算中合理利用與分配資源，并以較小代價，較低時延獲得事件信源的數(shù)據(jù)。