保障QoS无线传感网图像传输系统设计与实现-开题报告.docVIP

南京邮电大学通达学院毕业设计(论文)开题报告 题　　目 保障QoS的无线传感网图像传输系统的设计与实现 学生姓名 吕锋 班级学号专业 计算机科学与技术 一、课题任务的学习与理解 1、课题任务的整体认识 本课题以当前迅猛发展的移动互联网和物联网技术为背景，以嵌入式无线射频通信技术、无线传感网技术和无线多媒体传感网技术为支撑，以构建无需布线、可快速部署和可实现高效图像与视频流信息传输的服务平台为目的。要求设计并实现一套保障QoS的无线图像感知与传输系统，构建面向无线矢量传感网络的流媒体服务平台。同时，需尽可能实现音视频同步和封装、外扩SD卡视频文件存储以及本地音视频文件回放等功能。本课题拟定以i.MX27模块为硬件载体，这是目前市面上较为典型的一款ARM9核配备H.264硬件编解码的低价格高性能的视频处理芯片，具备了较强的片上信息处理能力。 2、课题的具体实现要求 1）熟悉并了解无线传感网和无线多媒体传感网的相关概念、理论和关键技术，熟悉嵌入式开发的具体流程，了解ARM926EJ-S微处理器的基本架构、内核及其功能特性； 2）熟悉并全面掌握i.MX27开发系统的基本架构，了解其CPU、存储设备、网络接口设备、图像传感设备等的工作过程； 3）掌握Linux下的ARM926嵌入式开发方法及其交叉编译过程，能够熟练进行相关嵌入式系统开发； 4）实现单节点下的图像和视频信息采集，在无线流媒体服务器上，实现视频直播、点播、历史数据回放等功能； 5）进一步实现单节点下的音频信息采集、传输与回放功能； 6）在不同环境下，对所设计的无线图像传输效果进行测试与验证，重点分析其时延、丢包率、容错率等性能指标； 7）研究无线音视频流传输的同步性问题，并在此基础上，尽力实现音视频的封装，验证其封装效果； 8）分析其外扩存储实现技术，尽力实现基于外扩SD卡的本地视频及音频数据的存储及本地回放功能。 3、课题的成果形式 1、实现高效的无线图像传输功能，提交一套无线音视频集成系统； 2、提交毕业设计报告，软件或硬件说明书及其电子文档。 二、阅读文献资料进行调研的综述 通过阅读相关文献资料进行调研，我了解了无线多媒体传感器网络（Wireless Multimedia Sensor Networks, WMSN）是在传统无线传感器网络(WSN)基础上引入了音频、视频、图像等多媒体信息感知功能的一种新型传感器网络，其节点一般装备有CMOS 摄像头、微型麦克风以及其它具有简单环境数据采集功能的传感器，它们一般部署在无人值守的环境中自主地完成指定的任务，是一种能耗敏感的无基础设施网。与只具有简单环境数据采集功能的传统WSN相比，WMSN能感知信息量丰富的音频、视频、图像等多媒体信息，能实现细粒度、精准信息的环境监测，可广泛应用于战场可视化监控、环境监测、安全监控、交通监控、智能家居、医疗卫生等领域。WMSN 将WSN的自组织、无人值守等优点和多媒体技术感知媒体丰富等优势有机地结合起来，一方面具备传统WSN的自组织、多跳路由、资源受限等共性特点，另一方面在能耗分布、QoS 要求、传感模型等方面具有显著的个性化特点。无线多媒体传感器网络一般由多媒体传感器节点、汇聚节点和控制中心组成（如图1所示）。 无线多媒体传感器网络节点的基本构架遵循了一般嵌入式多媒体产品的基本模式，同时，基于实际应用的需要，在各个层面上都有所扩展。无线多媒体传感器节点构架如下图所示，包括硬件平台和软件平台两大部分，其中软件平台又分为驱动层、操作系统内核和应用层三个层次。驱动层直接和硬件打交道，屏蔽硬件操作的细节，向操作系统和应用程序提供所需的驱动支持。操作系统层包括内核、网络系统、文件系统等部分。内核是操作系统的基础和必须的部分，其他部分可以根据需要定制和剪裁。应用程序实现特定的功能，完成特定的工作，并由操作系统内核调度各个任务的运行。 图1 无线多媒体传感器网络结构示意图 图2 无线多媒体传感器网络节点基本设计架构 i.MX27是飞思卡尔推出的基于ARM926核心IP的多媒体微处理器，是i.MX21的升级版。作为嵌入式系统的优秀芯片i.MX27已经被广泛应用在视频监控，IP?Camera，智能公交系统，可视电话，可视门禁对讲，网络广告机等行业和方向。i.MX27?核心特色如下：（400Mhz主频，DDR?SDSAM?128Mb，NAND?Flash?256Mb）①、特有的视频CODEC能力：内置H.264硬件编解码（全双工），不占CPU资源。以及MPEG-4硬件编解码（全双工）支持的分辨率：D1（720*480@30fps、720*576@25fps）?VGA（640*480@30fps）②、强大的图像处理能力：i.MX27集成了一个增强型低功耗的多媒体硬件加速器（eM