夏蕾

摘要：近些年來，監(jiān)測環(huán)境越來越復雜，且極為多變，在這種情況下，必須將信息量大且內(nèi)容豐富的各種媒體（視頻、音頻、圖像等）引進到以傳感器網(wǎng)絡為基礎環(huán)境監(jiān)測活動中，以便對環(huán)境進行全面、詳細的監(jiān)測。而多媒體傳感器網(wǎng)絡，作為一種新技術，已經(jīng)引起了社會各界的注意，其在環(huán)境監(jiān)測方面，也可發(fā)揮極為重大且現(xiàn)實的意義。鑒于此，文章將對多媒體傳感器網(wǎng)絡的概念及其特點進行闡述，且對其研究進展進行簡要說明，以加深對該技術的認識。

關鍵詞：多媒體傳感器網(wǎng)絡；特點；研究進展

伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術的不斷進步，尤其是傳感器、通信以及嵌入式計算等技術的日趨完善，具備多項技術的微型傳感器已經(jīng)被研究、開發(fā)出來了，且受到了社會各界的關注。該傳感器網(wǎng)絡可以有效地對網(wǎng)絡覆蓋領域內(nèi)、不同環(huán)境或者是各種監(jiān)測對象的信息進行感知、收集以及處理，且將相關信息發(fā)送給需要用戶。對能量受限嚴重的微型節(jié)點上，怎樣達到輕松收集、傳送以及處理相關環(huán)境數(shù)據(jù)，是當前傳感器網(wǎng)絡研究中的一個極為重要的課題。但是，在當前監(jiān)測環(huán)境不斷變化的情況下，以往所使用的傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡所收集到的數(shù)據(jù)，已經(jīng)無法達到人們對環(huán)境監(jiān)測的需要，這就要求將信息量大且內(nèi)容豐富的各種媒體（視頻、音頻、圖像等），引進到以傳感器網(wǎng)絡為基礎環(huán)境監(jiān)測活動中，以便對環(huán)境進行全面、詳細的監(jiān)測。正是在這一背景之下，產(chǎn)生了多媒體傳感器網(wǎng)絡。

1多媒體傳感器網(wǎng)絡的概念

多媒體傳感器（multimedia sensor network，MSN），是由諸多具備各種能力（如通信功能、計算功能以及存儲功能等）的多媒體傳感器節(jié)點所構成的，一種分布式感知網(wǎng)絡；其利用節(jié)點上的多媒體傳感器，對網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)有關環(huán)境的媒體信息加以感知，且采取多跳中繼的辦法，把數(shù)據(jù)傳送至信息匯聚中心，然后對所收集到的各種信息予以詳細的分析，最終達到高效、全面、系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測目的。

多媒體傳感器網(wǎng)絡如圖1所示，該系統(tǒng)一般由3大部分構成，分別是多媒體傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點以及控制中心等。其中，多媒體傳感器節(jié)點通常是分布在一些特定的感知范圍中，節(jié)點在收集到數(shù)據(jù)之后，經(jīng)由沿途的其他節(jié)點慢慢輸送，借助“多跳”路由，傳輸?shù)较乱粋€點——匯聚節(jié)點，最終，經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)/通信衛(wèi)星，將所收集到的信息輸送至控制中心。此后，在控制中心內(nèi)，用戶對傳感器網(wǎng)絡予以合理的處理，以向各節(jié)點傳達監(jiān)測的具體任務，且對監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進行收集。

（1）多媒體傳感器節(jié)點：其中主要包含通信模塊的微型嵌入式節(jié)點、傳感器、數(shù)據(jù)處理單元，通過各種各樣的、內(nèi)置的傳感器，對網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)環(huán)境的不同形式的物理現(xiàn)象進行監(jiān)測，例如視音頻、紅外以及聲納等。該設備具備一般的通信、存儲以及處理等功能，但其水平并不強；另外，該設備的電力能源，源自于可攜帶能量的電池所提供。這一節(jié)點的主要作用就在于對周邊環(huán)境的圖像信息、視頻信息以及音頻信息等進行收集，且對所收集到的信息做簡單的處理，同時還需對其它節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)予以相應的處理，如融合。

（2）匯聚節(jié)點：從某方面而言，可將這一節(jié)點看作是一個多媒體傳感器節(jié)點，只是相對功能較強，且能量供應量、存儲內(nèi)存以及計算資源等更大；同時，也可將其視作為一個不具備監(jiān)測功能，只具備通信功能的一個網(wǎng)關設施。該節(jié)點有較強的通信、存儲以及處理功能，其主要作用在于和一些外部網(wǎng)絡相聯(lián)系，如互聯(lián)網(wǎng)、多媒體傳感器網(wǎng)絡等，同時對節(jié)點的監(jiān)測任務加以有效的管控，且將所接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡。

（3）控制中心：該中心的主要任務就是對多媒體傳感器網(wǎng)絡的諸多監(jiān)測信息進行收集，或者是相關信息進行查詢，也能對所發(fā)布的各種信息進行監(jiān)測，且為用戶提供一個平臺或交界面，以便對所監(jiān)測信息展開嚴密的觀察，并展開全方位的分析，最終為制定相關決策提供有力的參考依據(jù)。

2多媒體傳感器網(wǎng)絡的特點

（1）較強的網(wǎng)絡能力：因為引進了許多大數(shù)據(jù)量的媒體（如視頻、音頻以及圖像等），因而多媒體傳感器的節(jié)點能力與網(wǎng)絡水平也隨之加強，這具體表現(xiàn)在采集、處理、存儲、收發(fā)以及能量的供應等。其中，節(jié)點處理水平從最初的6MHz提升至十多兆，有的甚至能夠達到上百兆；而存儲能力的量級也發(fā)生了一定的改變，即由以往的KB發(fā)展為現(xiàn)今的MB。為了能夠充分滿足現(xiàn)今網(wǎng)絡中多媒體傳輸?shù)囊螅W(wǎng)絡帶寬資源同樣有所提升。

（2）有極為豐富的感知媒體：在多媒體傳感器網(wǎng)絡內(nèi)，同時存儲著諸多形式多種多樣的信息數(shù)據(jù)，例如文本、視音頻、圖像、控制信號等等。此外，其媒體的格式也呈現(xiàn)多樣化，其中不但擁有單值信息，同時還有流媒體信息，它們存在的目的就在于：為監(jiān)測任務而服務，以便能夠達到場景監(jiān)測的系統(tǒng)化、全面化以及精準化。

（3）處理任務較為復雜：以往所使用的傳感器網(wǎng)絡，其收集數(shù)據(jù)的格式比較簡單，且信息收集量比較少，所以，在任務處理方面顯得比較的簡單，通過一些簡單的運算即可得出相應的結(jié)果；但是，只對這些數(shù)據(jù)進行運算，所得出的結(jié)果并不能完全反應所需監(jiān)測環(huán)境的實際情況。上述中已經(jīng)提及，多媒體傳感器網(wǎng)絡所收集的格式比較豐富，因而在對其進行處理時，也比較困難與復雜，人們可以采取諸多處理方式（如識別、壓縮以及融合等），對信息進行處理，以便對監(jiān)測環(huán)境有全方面的了解。

3多媒體傳感器網(wǎng)絡的研究進展

第一，網(wǎng)絡帶寬方面的問題。在網(wǎng)絡資源中，帶寬資源是一個十分關鍵的內(nèi)容，現(xiàn)今大部分無線多媒體傳感器網(wǎng)絡QoS路由協(xié)議，基本上是采取最小可用帶寬，以其為QoS度量，但是無線傳輸媒介是一種廣播媒介，其節(jié)點帶寬資源不但會受到一跳甚至是兩跳附近節(jié)點的制約，并且其本身業(yè)務量改變也會帶來不小的影響。此外，多媒體傳感器網(wǎng)絡的帶寬非常小，所以，在使用多媒體傳感器網(wǎng)絡的過程中，必須確保其帶寬使用的合理性。

第二，網(wǎng)絡延遲、抖動問題。在采取無線媒介通信的過程中，信號傳送會受到諸多因素的干擾，如多徑衰落、路徑損耗等，繼而造成網(wǎng)絡延遲、抖動現(xiàn)象更加嚴重，且復雜多變，繼而致使網(wǎng)絡控制成本加大，且加大了多媒體同步的復雜性，最終增加網(wǎng)絡延遲處理的難度。

第三，協(xié)同工作。一些監(jiān)測任務比較復雜，因而單靠一個節(jié)點是無法較好的完成任務的，這就要求各個節(jié)點之間協(xié)同作業(yè)。然而，因控制中心的信息，需通過匯聚節(jié)點及不一樣的路徑，最終抵達相應的節(jié)點，而在這一過程中，信息抵達各個節(jié)點的時間不相同，繼而使得協(xié)同工作無法實現(xiàn)。

4結(jié)語

綜上，作為一種全新的信息獲取與處理手段，多媒體傳感器網(wǎng)絡技術能夠更好的收集所測環(huán)境內(nèi)的各種信息，如視音頻、圖像等，且可對信息進行轉(zhuǎn)送、處理等，因其功能的強大，該技術已被廣泛用于各個領域中，如民用、軍用等。但該技術還存在不足之處，因此，人們還必須加大對此技術的進一步研究與探索，以完善其功能，從而更好地發(fā)揮其作用。