无线多媒体传感器网络节能关键技术研究

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1、窖》南京都电大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢，’。7的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的}i材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中§于作了明确的说明并表示了谢意。警研究生签名：——日期：——南京邮电大学学位论文使用授权声明南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本

2、人电子文档的内容和纸质论文的内容相!一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布I{．，，(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权南京邮电大学研究生部办理。＼研究生签名：——聊签名：傩吼一。。j锵¨，扣√．．．

3、●尊南京邮电大学博士研究生学位论文摘要封i南京邮电大学博士学位论文摘要学科专业：工科、信息网络。。研究方向：基于通信网络的计算机软件技术作者：二零零七级博士研究生迦超指导教师：王选佳熬援Z谴昱题目：无线多媒体传感器网络节能关键技术研究?黧羔墓淼：嚣1篡k三淼：篡翘关键词：无线多媒体传感器网络；能量消耗；层间协作体

4、系；移动信标；覆．谚盖调度；休眠调度；多路径传输；网络融合1．，l、f。．．6。973-39)；南京邮电大学博士研究生学位论文中文摘要摘要对目标环境进行全面多媒体监控的需求和图像传感器、CMOS(Complem咖删OxideSemiconduCtor，互补金属氧化物半导体)相机以及麦克风等能够无所不在地从环境．，中捕获多媒体内容的廉价微型硬件孕育了无线多媒体传感器网络(WmessMuhim础aSensorN咖orks，WMSNs)的产生和快速发展，作为一种新型的传感器网络，近年来，已经引起了学术界和工业界的高度关注。WMSNs由装备图像传感器、摄像机、麦克风

5、以及其它传感器，可以产生多媒体信息的传感器节点组成，这些具有计算、存储和通信能力～的多媒体传感器节点通过自组织方式形成分布式感知网络，具备协作地感知、检索、处理和传输网络覆盖区域内音频、视频、静态图像、数值数据等多媒体信息的能力。大部分传一一一一统无线传感器网络(WhlessSenSorN朗釉rl(s，WSNs)测量温度、湿度、光强、目标位置等数值物理现象，而WMSNs与之最大不同在于更多关注于音、视频、静态图像等大数据量、大信息量媒体信息的采集和处理，各个功能层次上都需要新的解决关键问题的技术和方法。同传统的无线传感器网络类似，能耗问题是无线多媒体传感器网

6、络中最受关注的基础问题之一，甚至比传统的无线传感器网络受关注的程度更高。一般而言，节点都是依靠电池供电的设备，而多媒体应用则需要网络具备更高的数据传输速率和更强的处理能力，并将产生庞大的数据量。为有效降低能量消耗，我们在全面分析无线多媒体传感器网络能耗来源与产生原因的基础上，针对多媒体信息传感、信息处理和信息传输的特点，提出一种基于层间协作的无线多媒体传感器网络节能体系，并在此基础上，分别研究无线多媒体传感器网络节能定位方法、节能覆盖与控制方案、休眠调度机制以及面向能量优化的信息处理与数据传输技术。并最终实现一种无线多媒体传感器网络与多类型网络融合接入系统。

7、论文工作和贡献主要包括以下几个方面：(1)提出了基于LQI(LiIlkQ谢ityInStruction，链路质量指示)差值的节能定位方法，通过邻居信标节点的交互，获取相应的路径损耗因子，并根据信标节点和待定位节点间的不同链路质量值之差，利用极大似然估计实现低复杂度高精度定位。同时，构建了一种基于类螺旋状信标移动模型的单信标移动定位方案，降低了定位过程中的能耗开销，并利用移动信标实现多媒体传感节点的方向角度定位。(2)在多媒体传感器网络定向感知模型的基础上，研究其节能覆盖与优化方案。分●、ITl，哗鸯、。。广}●批≥梦，o带甜鲁，，‰∥．，●o，}；。o，}．

8、，。，艮，h∽．，，．o，o；，》．．“。，：。¨。---l。o堕塞坚皇奎学博主研究生学位论文中文摘要别提出基于贪婪算法和voronoi图的多媒体节点传感方向调整方案。此外，为有效降低无线多媒体传感器网络能耗，提出一种基于多目标遗传优化的节能覆盖方法。以节点不同开启顺序建立个体基因组，采用双交叉和最优基因组变异保留并不断产生优秀个体，在保证网络覆盖度要求的同时，开启尽可能少的节点。(3)给出了多媒体节点能耗预测模型，并在此基础上提出一种基于生命期划分的节能数据传输策略。通过能耗判定建立多层簇，并在保证能耗均衡的基础上划分节点生命期，同时利用节点工作状态轮转，

9、进一步延长了网络生存时间。此外，还设计并实现了基于相