[实用新型]一种无线多媒体宽带传感器网络节点装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线多媒体宽带传感器网络节点装置及其运行方法，属于无线传感器网络技术领域，适用于工业装备和危险源及污染源监控、大型会议场馆监控、大型体育场馆监控、智能家居监控和畜禽规模设施养殖环境监控等的工业、农业、军事、交通、物流、水利、医疗、环境、家居、公益事业领域。

背景技术

随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的微型传感器开始出现，并且引起了人们的极大关注。这种传感器网络能够协调地感知、采集和处理网络覆盖区域内的各种环境或监测对象信息，并发布给需要这些信息的用户。传感器网络将逻辑上的信息世界与真实的物理世界融合在一起，深刻地改变了人与自然的交互方式，可以广泛地应用于军事、工农业控制、生物医疗、环境监测等诸多领域。

从大量的文献报道来看，目前对无线传感器网络的研究主要从节点系统设计、通信协议、信息处理、节点部署、节点定位、时间同步、网络覆盖、网络安全等各个方面展开。研究的重点放在媒体访问协议(MAC协议)和路由协议等方面。研究的一个重要方面是在能量严重受限的微型节点上如何实现简单环境数据(如温度、湿度、振动、光强等)的采集、处理与传输，也取得了很多研究成果。其中的节点如国外典型的Smart dust，Mote，Telos，WeC，Renee，JN513x，国内典型的Gain Z，而基站包括MIB500，MIB510，MIB520，MIB600，Stargate，等等。在这些节点(包括传感节点、网关(节点)和汇聚节点(或称基站))中，最大的无线传输速率也只有250kb/s，根本谈不上可以以2Mb/s宽带速率(按现在的科技水平，1Mb/s以上的无线数据传输速率即为宽带)传输视频、图像和语音数据且无线传输距离可达900米的无线传感器网络节点了。而随着无线传感器网络及其传感网产业链的形成和发展，多媒体宽带无线传感器网络在诸如石油化工企业装备及危险源和污染源监控、大型会议场馆监控、大型体育场馆监控、智能家居监控和畜禽规模设施养殖环境监控的工业、农业、军事、交通、物流、水利、医疗、环境、家居、公益事业等诸多领域将迫切的需求和广泛的应用。人们迫切需要将信息量丰富的图像、音频、视频等多媒体信息引入到以传感器网络为基础的环境监测活动中来，实现细粒度、精准信息的环境监测。

因此，基于传统的无线传感器网络，研究一种新型的具有音频、图像、视频等多媒体信息获取、处理与传输功能的传感器网络就显得非常重要。在目前的国内外相关领域研究报道和检索中未见与本专利相同或类似的设计。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于针对传统无线传感器网络系统不能有效采集和传输音视频信号、处理能力较弱和带宽窄等问题，提供一种处理能力强的无线多媒体宽带传感器网络节点装置。

技术方案：本实用新型所述的无线多媒体宽带传感器网络节点装置，包括处理器单元、存储单元、视频单元、音频单元、显示单元、无线通信单元、调试单元以及电源单元，视频单元采集视频信号；音频单元采集和播放音频信号；无线通信单元用于发送和接收信号；调试单元用于无线多媒体宽带传感器网络节点装置的程序调试；电源单元为整个设备提供工作电压。

处理器单元主要由处理器U1、复位芯片U2、启动设置开关S1组成，所述处理器U1是无线多媒体宽带传感器网络节点装置的控制、处理和分析中心；处理器U1采用arm11处理器S3C6410，处理器U1的最高主频可达800MHz、具有移动图象处理和显示控制及图像缩放的2D或3D硬件加速器(4M/s三角形生成率)、支持MPEG4/H.263/H.264实时编解码和VC1实时解码；所述复位芯片U2对装置进行复位处理，当按下启动设置开关S1时，复位芯片U2对装置进行复位；启动设置开关S1设置无线多媒体宽带传感器网络节点装置的启动方式。

存储单元用于存储数据，其由SD存储卡、SD卡槽及其外围电路组成。

所述视频单元由视频采集模块1*和连接端口J2组成。

所述音频单元由音频播放模块2*、音频采集模块3*、连接端口J3和连接端口J4组成及其外围电路组成。

所述显示单元由LCD显示模块4*和连接端口J5组成；LCD显示模块4*通过连接端口J5与处理器U1相连。

所述无线通信单元6由无线通信芯片U3和天线接口J6组成，无线通信芯片U3与处理器U1通过同步串行通信接口SPI接口相连。无线通信单元的工作频段采用2.4GHz、数据通讯速率为125-2Mbps可选、最远通讯距离能够达到900米。