基于應(yīng)用QoS需求的無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Multimedia Sensor Network，WMSNs)，是在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSNs)的基礎(chǔ)上，加入了一些功能強(qiáng)大的音、視頻等多媒體采集設(shè)備，由許多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)組成的具有感知、計(jì)算以及通信能力的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)節(jié)點(diǎn)上的多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)采集多媒體信息，并且以多跳的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)全面、準(zhǔn)確、細(xì)粒度的環(huán)境監(jiān)測(cè)。W

2、MSNs可應(yīng)用于軍事偵查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)家庭以及城市交通等許多領(lǐng)域，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　 然而，由于WMSNs自身的一些特點(diǎn)，如能量受限、動(dòng)態(tài)移動(dòng)和不穩(wěn)定等，以及應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜多變，使得多媒體類型的大數(shù)據(jù)流的傳輸相當(dāng)困難，因此不能很好的支持用戶QoS。那么，怎樣在能量、帶寬等資源受限的情況下，仍然能夠?yàn)橛脩籼峁┹^好的QoS，就成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。
　　 本文主要研究如何應(yīng)用中間件技術(shù)，進(jìn)行WMSNs中的Qo

3、S保障問(wèn)題。通過(guò)在對(duì)傳統(tǒng)中間件技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)之上，結(jié)合WMSNs的特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的中間件技術(shù)改進(jìn)并運(yùn)用到WMSNs中，提出一種基于應(yīng)用QoS需求的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)中間件(QoS-based Dynamic Scheduling Middleware，QDSM)。該中間件首先建立QoS組合服務(wù)模型，將應(yīng)用QoS需求表示為各具體QoS參數(shù)的二元組合，然后利用各QoS參數(shù)的類型和取值信息，通過(guò)現(xiàn)有的WMSNs中的多媒體節(jié)點(diǎn)的情況，運(yùn)用節(jié)點(diǎn)調(diào)度算法(

4、Node Schedule Algorithm，NSA)選擇合適類型和數(shù)目的節(jié)點(diǎn)共同完成多媒體數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及融合任務(wù)，并最終將得到的有效數(shù)據(jù)發(fā)送給終端用戶。通過(guò)理論證明和仿真實(shí)驗(yàn)兩方面，論證了QDSM的有效性。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于將中間件技術(shù)運(yùn)用到WMSNs的QoS保障問(wèn)題中，并充分考慮應(yīng)用的QoS需求，采用主動(dòng)式中間件的設(shè)計(jì)思想，支持用戶定制QoS需求，并根據(jù)這些需求調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而提供靈活的QoS保障。本文的技術(shù)

5、路線是首先根據(jù)用戶需求建立QoS組合服務(wù)模型，然后將該模型中的數(shù)據(jù)傳遞給QDSM，由QDSM調(diào)用NSA算法，結(jié)合當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況，提供用戶所需的數(shù)據(jù)。其中，QDSM的設(shè)計(jì)采用了分層的體系結(jié)構(gòu)，各層負(fù)責(zé)相應(yīng)的功能模塊，并在層與層之間定義良好的交互接口，通過(guò)各個(gè)層之間的協(xié)調(diào)合作，共同完成中間件應(yīng)該提供的功能。
　　 WMSNs作為一種新的集感知、計(jì)算和通信功能為一體的分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。WMSNs中的QoS保障問(wèn)