多媒體寬帶無線傳感網(wǎng)絡(luò)(MBWSNs)硬件及關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。2003年8月，美國《商業(yè)周刊》認為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)是全球未來四大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，是21世紀世界最具有影響力的21項技術(shù)之一。MIT新技術(shù)評論認為，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是改變世界的十大新技術(shù)之一。
　　然而，由于設(shè)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(wǎng)絡(luò)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(chǔ)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(wǎng)絡(luò)，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?qū)@些多媒體信息進行智能處理與傳輸功能的傳感

3、器網(wǎng)絡(luò)就顯得非常重要。由此，多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Multimedia Broadband Wireless Sensor Networks，MBWSNs)便應(yīng)運而生。
　　多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)音視頻節(jié)點、多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可定位數(shù)值節(jié)點、多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基站和多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)硬件的設(shè)計、測試

4、及關(guān)鍵技術(shù)的研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　根據(jù)實際應(yīng)用需求和多媒體無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點，給出了一種多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)及節(jié)點和基站總體方案。
　　設(shè)計并研制了基于線性調(diào)頻擴頻(CSS)通訊技術(shù)、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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)硬件的電磁兼容性問題進行了分析和研究，并通過層疊設(shè)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(wǎng)絡(luò)的圖像增強方法，提出了一種應(yīng)用于多媒體無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的基于預(yù)評估和小波加權(quán)融合的圖像增強方法并進行了實驗分析，驗證了所設(shè)計的圖像增強方法的有效性。
　　構(gòu)建了多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件的Linux測試環(huán)境，對多媒體寬帶無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺進行功能測試，并對測試結(jié)果進行了分析和研究，驗證了本文所設(shè)計的多媒體無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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