多媒體寬帶無(wú)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(jì)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。2003年8月，美國(guó)《商業(yè)周刊》認(rèn)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)是全球未來(lái)四大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，是21世紀(jì)世界最具有影響力的21項(xiàng)技術(shù)之一。MIT新技術(shù)評(píng)論認(rèn)為，無(wú)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(jì)原則等各個(gè)方面的限制，現(xiàn)有的WSNs無(wú)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(cè)環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜多變，監(jiān)測(cè)需求不斷地提高，由這些傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所獲取的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)(一般是數(shù)值信息)愈加不能滿足人們對(duì)環(huán)境全面監(jiān)測(cè)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(cè)活動(dòng)中來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)粒度、精準(zhǔn)信息的環(huán)境全方位監(jiān)測(cè)。因此，基于傳統(tǒng)的無(wú)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(jìn)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Multimedia Broadband Wireless Sensor Networks，MBWSNs)便應(yīng)運(yùn)而生。
　　多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)音視頻節(jié)點(diǎn)、多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可定位數(shù)值節(jié)點(diǎn)、多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基站和多媒體寬帶無(wú)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(jìn)行多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件的設(shè)計(jì)、測(cè)試

4、及關(guān)鍵技術(shù)的研究，主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求和多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，給出了一種多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)及節(jié)點(diǎn)和基站總體方案。
　　設(shè)計(jì)并研制了基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻(CSS)通訊技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)2Mb/s、無(wú)線收發(fā)距離可達(dá)900m的工業(yè)級(jí)或準(zhǔn)工業(yè)級(jí)多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)音視頻節(jié)點(diǎn)、數(shù)值節(jié)點(diǎn)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(dá)800M、具有移動(dòng)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(shí)時(shí)編解碼和VC1實(shí)時(shí)解碼。此外，多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)音視頻節(jié)點(diǎn)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(duì)多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件的電磁兼容性問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究，并通過(guò)層疊設(shè)計(jì)、布局、布線等步驟實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的圖像增強(qiáng)方法，提出了一種應(yīng)用于多媒體無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的基于預(yù)評(píng)估和小波加權(quán)融合的圖像增強(qiáng)方法并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的圖像增強(qiáng)方法的有效性。
　　構(gòu)建了多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件的Linux測(cè)試環(huán)境，對(duì)多媒體寬帶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)進(jìn)行功能測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析和研究，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的多媒體無(wú)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(chǎng)可