无线多媒体传感器网络综述.doc

多媒体传感器网络综述
摘要:随着监测环境的日趋复杂多变,无线多媒体传感器网络应运而生,作为一种全新的信息获取和处理技术,多媒体传感器网络较之传统传感器网络更多地关注于音频、视频、图像等大数据量、大信息量媒体的采集与处理,在军事、民用及商业领域中具有广阔的应用前景。
关键词:多媒体传感器网络体系结构特点关键技术

随着监测环境的日趋复杂多变,传统无线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。由此,无线多媒体传感器网络(wireless multimedia works, WMSNs)应运而生[1]。
多媒体传感器网络是由一组具有计算、存储和通信能力的多媒体传感器节点组成的分布式感知网络,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),通过多跳中继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[2]。

一个典型的多媒体传感器网络通常由多媒体传感器节点(multimedia sensor)、汇聚节点(sink node)、控制中心(control center)等。
多媒体传感器节点散布在指定的感知区域内。其采集的数据沿着其他多媒体传感器节点逐跳进行传输,经过“多跳”路由传送节点,网络或通信卫星到达控制中心。用户通过控制中心对传感器网络进行配置和管理。发布监测任务以监测数据,如图l所示[2, 3]。
多媒体传感器节点:集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型嵌入式节点,借助内置的、形式多样的传感器监测所在周边环境中的热、红外、声纳、图像、音频、视频等众多我们感兴趣的物理现象。其处理能力、存储能力和通信能力相对较弱,并通过携带能量有限的电池供电。多媒体传感器节点强调采集音频、视频、图像等环境信息,并进行简单处理,还要对其他节点转发的数据进行融合、转发等。
汇聚节点:既可以是一个具有较强功能的多媒体传感器节点,有足够的能量供给更多的内存与计算资源,也可以是没有监测能力,仅具有通信能力的特殊网关设备。汇聚节点的处理能力、存储能力及通信能力比较强,等外部网络,发布管理节点的监测任务,并转发数据至外部网络。
控制中心:负责查询或收集多媒体传感器网络的监测信息,也可监测多媒体传感器网络发布的信息,并提供友好的交互界面供用户对监测信息进行观察、分析、挖掘及决策。

作为传感器网络的一种,多媒体传感器网络除了具有其共性特点以外,还具有显著的个性特点。具体表现为以下几个方面[3]:
(1)网络能力增强。由于大数据量音频、视频、图像等媒体的引入,多媒体传感器节点及网络能力(采集、处理、存储、收发、能量供应等方面)都有显著增强。节点处理能力由原来Mica系列的6MHz提高至数十甚至数百兆,存储能力也由KB量级增至MB量级
。为更好地满足网络中多媒体传输需求,网络带宽资源也相应增加。
(2)感知媒体丰富。音频、视频、图像、数值、文本以及控制信号在内的多种类型数据共存于多媒体传感器网络中。另外,媒体格式多样,既包含单值信息,又包含流媒体信息。这些媒体信息共同服务于监测任务,实现