一種基于無線傳感器網絡分布式視頻協同調度方法技術

本發明專利技術公開了一種基于無線傳感器網絡的分布式視頻協同調度方法采取了多個視頻節點協同合作，動態自適應調度，選出合適的視頻傳感器節點來進行當前視頻傳輸。本在無入侵狀態下，系統工作在靜態調度狀態，根據系統調度服務器分配的時間輪流進入半激活狀態；在出現入侵狀態后，首先根據動態群組調度，確定入侵區域，其他區域節點保持休眠狀態，再依據CPNS算法使得冗余節點進入休眠狀態，采集發送節點處于激活狀態，區域其他節點進入半激活狀態。本發明專利技術結合了集中式和分布式的調度方法，提供的方法較好的解決了各視頻采集傳輸節點在能量消耗、能量均衡化、傳輸管理等方面所存在的問題，提高了無線傳感器網絡中視頻傳輸的合理性和能量均衡。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，適用于無線傳感器網絡中典型傳感器檢測和視頻監控相結合的周界防護應用領域。
技術介紹
無線傳感器網絡在軍事和民用方面都有廣泛的應用。一般情況下，無線傳感器網絡通常要求連續工作很長一段時間內不需要更換電池。優化能量消耗，如最小化傳感器和通信的能量消耗去延長整個網絡的存活時間是無線傳感器網絡的一個重要設計目標。而對于無傳感器網絡分布式視頻傳感節點來說，相對于其他低功耗傳感器，其能量消耗較大。如果無線傳感器網絡中視頻節點一直處于激活狀態，能量消耗結束，節點快速失效，整個無線傳感器網絡系統將不能工作。為了研究如何降低無線傳感器網絡中分布式視頻節點的能量消耗，分布式調度方案通常可以分為單層網絡的分布式節能調度方法和分層網絡的分布式節能調度方法。目前單層網絡的分布式節能調度方法主要的研究成果有Kumar提出的獨立調度機制來延長非對稱覆蓋網絡；Berman等人提出的休眠調度問題；Wu等人闡述的輕量級部署感知調度機制。分層網絡的分布式節能調度方法主要成果包括Heinzelman等人提出的低功耗自適應按簇分層機制的調度方法。
技術實現思路
專利技術目的:本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供。為了解決上述技術問題，本專利技術公開了，在無線傳感器網絡中設置中心調度服務器控制所有傳感器節點，傳感器節點包括視頻傳感器節點和震動傳感器節點兩類，將視頻傳感器節點和震動傳感器節點組合成的任務節點，通過視頻傳感器節點和震動傳感器節點之間的協作，完成視頻協同調度監控。所述無線傳感器網絡中節點設置三種狀態，分別為:休眠狀態、半激活狀態、激活狀態；其中休眠狀態下視頻傳感器節點和震動傳感器節點同時休眠；半激活狀態下震動傳感器節點單獨工作；激活狀態下視頻傳感器和震動傳感器同時工作。3種狀態能耗是階梯變化的，可以保證在每個時刻整個系統的能耗合理分布。當無線傳感器網絡沒有監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡一直在靜態調度方式下工作；當無線傳感器網絡監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡啟動動態調度方式，選擇視頻節點進行監控，將采集到的視頻圖像傳輸到無線傳感器網絡的中心調度服務器。在無線傳感器網絡分布式視頻調度中引入低功耗傳感器協同的方法，有效地節約了系統能耗。在無線傳感器網絡中，沒有監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡如果處于激活狀態，視頻傳感器和震動傳感器都將工作，那么無線傳感器網絡的能耗勢必會很大。因此針對無入侵的情況下，無線傳感器網絡將采取靜態調度方式包括以下步驟:1.中心調度服務器將整個無線傳感器網絡平均分為L個部分(根據目標監控區域的面積平均劃分，例如可以劃分為若干個大小相同的正方形)，每個部分都具有獨立的目標入侵監控的感知能力輪流掃描對應的L個目標監控子區域，完成對整個目標監控區域進行掃描監控；2.每個部分的節點數根據各個部分的節點密度不同，中心調度服務器以每個部分節點的平均剩余能量瓦作為依據來計算各個劃分區域的工作時間(半激活狀態)。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于無線傳感器網絡分布式視頻協同調度方法，其特征在于：在無線傳感器網絡中設置中心調度服務器控制所有傳感器節點，傳感器節點包括視頻傳感器節點和震動傳感器節點兩類，將一個視頻傳感器節點和一個震動傳感器節點組合成一個任務節點，通過視頻傳感器節點和震動傳感器節點之間的協作，完成視頻協同調度監控；所述無線傳感器網絡中節點設置三種狀態，分別為：休眠狀態、半激活狀態、激活狀態；其中休眠狀態下視頻傳感器節點和震動傳感器節點同時休眠；半激活狀態下震動傳感器節點單獨工作；激活狀態下視頻傳感器和震動傳感器同時工作；當無線傳感器網絡沒有監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡一直在靜態調度方式下工作；當無線傳感器網絡監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡啟動動態調度方式，選擇視頻節點進行監控。

【技術特征摘要】
1.一種基于無線傳感器網絡分布式視頻協同調度方法，其特征在于:在無線傳感器網絡中設置中心調度服務器控制所有傳感器節點，傳感器節點包括視頻傳感器節點和震動傳感器節點兩類，將一個視頻傳感器節點和一個震動傳感器節點組合成一個任務節點，通過視頻傳感器節點和震動傳感器節點之間的協作，完成視頻協同調度監控； 所述無線傳感器網絡中節點設置三種狀態，分別為:休眠狀態、半激活狀態、激活狀態；其中休眠狀態下視頻傳感器節點和震動傳感器節點同時休眠；半激活狀態下震動傳感器節點單獨工作；激活狀態下視頻傳感器和震動傳感器同時工作； 當無線傳感器網絡沒有監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡一直在靜態調度方式下工作；當無線傳感器網絡監控到目標監控區域出現入侵目標時，無線傳感器網絡啟動動態調度方式，選擇視頻節點進行監控。2.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡分布式視頻協同調度方法，其特征在于:靜態調度方式包括以下部分: 中心調度服務器將整個無線傳感器網絡平均分為L個目標監控子區域，每個目標監控子區域都具有獨立的目標入侵監控的感知能力，輪流掃描對應的L個目標監控子區域，完成對整個目標監控區域的掃描監控； 中心調度服務器根據每個目標監控子區域節點的平均剩余能量￥計算各個目標監控子區域的工作時間\； 所有目標監控子區域 掃描監控結束后，更新各個目標監控子區域節點的平均剩余能量g，重新開始掃描監控。3....

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦晅，劉超，卞志國，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第二十八研究所，
類型：發明
國別省市：