多媒體寬帶無線傳感網絡(MBWSNs)硬件及關鍵技術.pdf

1、隨著傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術的快速發(fā)展，無線傳感器網絡應運而生。2003年8月，美國《商業(yè)周刊》認為無線傳感器網絡(WSNs)是全球未來四大高技術產業(yè)之一，是21世紀世界最具有影響力的21項技術之一。MIT新技術評論認為，無線傳感器網絡是改變世界的十大新技術之一。
　　然而，由于設計原則等各個方面的限制，現(xiàn)有的WSNs無法獲取信息量非常豐富的圖像、音頻、視頻等多媒體信息，或者獲取這些多媒體信息的能力

2、非常有限。隨著監(jiān)測環(huán)境越來越復雜多變，監(jiān)測需求不斷地提高，由這些傳統(tǒng)的無線傳感器網絡所獲取的簡單數(shù)據(jù)(一般是數(shù)值信息)愈加不能滿足人們對環(huán)境全面監(jiān)測的需求，迫切需要將信息量非常豐富多媒體信息(如圖像、音頻和視頻等)引入到以WSNs為基礎的環(huán)境監(jiān)測活動中來，從而實現(xiàn)細粒度、精準信息的環(huán)境全方位監(jiān)測。因此，基于傳統(tǒng)的無線傳感器網絡，研究一種新型的，具有獲取音頻、圖像、視頻等多媒體信息的能力，并能夠對這些多媒體信息進行智能處理與傳輸功能的傳感

3、器網絡就顯得非常重要。由此，多媒體寬帶無線傳感器網絡(Multimedia Broadband Wireless Sensor Networks，MBWSNs)便應運而生。
　　多媒體寬帶無線傳感器網絡主要由多媒體寬帶無線傳感器網絡音視頻節(jié)點、多媒體寬帶無線傳感器網絡可定位數(shù)值節(jié)點、多媒體寬帶無線傳感器網絡系統(tǒng)基站和多媒體寬帶無線傳感器網絡本地監(jiān)控終端等組成。
　　本文的工作主要是進行多媒體寬帶無線傳感器網絡硬件的設計、測試

4、及關鍵技術的研究，主要內容包括以下幾個方面：
　　根據(jù)實際應用需求和多媒體無線傳感器網絡的特點，給出了一種多媒體寬帶無線傳感器網絡整體架構及節(jié)點和基站總體方案。
　　設計并研制了基于線性調頻擴頻(CSS)通訊技術、無線數(shù)據(jù)傳輸速率可達2Mb/s、無線收發(fā)距離可達900m的工業(yè)級或準工業(yè)級多媒體寬帶無線傳感器網絡音視頻節(jié)點、數(shù)值節(jié)點和系統(tǒng)基站四層PCB硬件，并且其核心處理模塊最高主頻可達800M、具有移動圖像處理和顯示控制及圖

5、像縮放的2D或3D硬件加速器(4M/s三角形生成率)、支持MPEG4/H.263/H.264實時編解碼和VC1實時解碼。此外，多媒體寬帶無線傳感器網絡音視頻節(jié)點支持24位RGB的本地視頻播放及130W OV9650和300W帶有數(shù)字可變焦的OV3640攝像頭。
　　對多媒體寬帶無線傳感器網絡硬件的電磁兼容性問題進行了分析和研究，并通過層疊設計、布局、布線等步驟實現(xiàn)了一個完整的硬件，保證了四層PCB硬件的有效性。
　　研究適用

6、于多媒體寬帶無線傳感器網絡的圖像增強方法，提出了一種應用于多媒體無線傳感器網絡節(jié)點的基于預評估和小波加權融合的圖像增強方法并進行了實驗分析，驗證了所設計的圖像增強方法的有效性。
　　構建了多媒體寬帶無線傳感器網絡硬件的Linux測試環(huán)境，對多媒體寬帶無線傳感器網絡硬件平臺進行功能測試，并對測試結果進行了分析和研究，驗證了本文所設計的多媒體無線傳感器網絡硬件的有效性。
　　本文的研究成果不僅可以用于安全監(jiān)控，而且可以用于戰(zhàn)場可