基于ZIGBEE技术的智能公交视频监控系统.pdf

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1、计算机系统应用2009年第8期基于Zigbee技术的智能公交视频监控系统①VideoMonitoringSysteminIntelligentBusBasedonZigbeeTechnology刘斌刘宏立(湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082)摘要：本文概述了Zigbee技术的基本原理，研究了基于多信道／多无线电接口的IEEE802．15．4／Zigbee网络中分散节点间视频的传输，结合智能公交系统的典型特征，针对Zigbee技术和MPEG4编码器特性设计了一个智能公交视频监控系统的网络拓扑，该网络拓扑利用多描述编码增强了其视频传输的可靠性并

2、给出了ns一2的仿真结果。关键词：Zigbee智能公交MPEG4多描述编码近年来，小型化的设备快速发展，低功耗无线通1．1Zigbee堆栈协议研究信、微传感器和微硬件处理器的发展，小规模电源与Zigbee的基础是IEEE802．15．4,1EEE802．15．4分布式信号处理的结合，Adhoc网络协议，以及无处标准定义了Zigbee协议栈中的物理层和MAC子层，不在的普适计算的发展使得无线传感器网络ONSN)成Zigbee联盟对其网络层协议和API进行标准化，以保为一种新的技术趋势【1】。证不同的设备之间可以通信。完整的Zigbee协议栈模随着采集环境

3、多媒体信息的硬件设备(如摄像头，型如图1所示，Zigbee所使用的协议详见文献【2，3】。麦克风)，嵌入式处理器日益廉价，小型化，为多媒体IEEE802．15．4提供了两个物理层：2．4GHz物无线传感网络进一步发展提供了可能。多媒体传感器理层和868／915MHz物理层，两个物理层共有三个网络具有音频，视频流，静态图像和标量数据(如温度，频带，共分为27个信道。2．4GHz频段(2．4湿度，光照)等多媒体内容的采集，处理和传输能力。GHz~2．483GHz)被划分为16个信道，称为12—27本文研究了应用低功耗，低速率，低成本Zigbee网号信道，每

4、个信道的频带带宽达5MHz，数据传输速络进行视频传输的问题，设计了基于IEEE802．15．4／率为250Kb／s；915MHz频段(902MHz~928Zigbee网络的智能公交视频监控系统。MHz)被划分为10个信道，称为1_11号信道，数据传输速率为20Kb／s：8686MHz频段(8686．31基于Zigbee的视频传输MHz)只有一个信道，称为0号信道，数据传输速率为随着计算机技术的发展，各种各样的视频服务涌20Kb／S。IEEE802系列标准把数据链路层分为介质现了出来，无线视频通信成为了学术界以及工业界所访问控制层MAC和逻辑链路控制层L

5、LC。IEEE关注的热点。由于视频服务有着一些特殊的性质，如802．15．4的MAC子层支持多种LLC标准，使用物数据量大。需要连续传输、实时获取等，且无线环境理层提供的服务实现设备之间的数据帧传输；而LLC固有的缺陷和限制如带宽太窄，处理能力有限等，无线子层在MAC子层的基础上，给设备提供面向连接和无视频传输质量一直得不到保证。本文提出利用连接的服务。Zigbee协议栈的核心部分在网络层。802．15．4网络中的多通道和多无线电接口以及在多网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其信道和多无线电接口中利用MDC(多描述编码)增强性他节点、路由查找

6、及维护、发现邻居节点和传送数据能的拓扑结构，能够提高视频传输和视频压缩的性能。等功能。①基金项目：国家高科技术研究发展计划(863)(2007AA1A121)收稿时间：2008—11—25140应用技术AppliedTechnique2009年第8期计算机系统应用l应用层l卜··-——-t应用2III应用汇聚层III网络层IIIEEE802．2逻辑链路控制类型1其它逻辑链路控制I标准I业务汇聚特定子层II。1EEE802．15．4介质访问控制图2多描述编码llI2,4GHz868MHz／915hmZ物理层物理层本文假设无线信道中错误的发生是随机的，使用

7、图1Zigbee协议栈结构图多描述编码，视频总能够被重构，因为错误发生在一个信道中，这个描述可以从其他独立的信道传输中接对ZigbeeMAC层本文采用无时隙的CSMA信道受到。因此，在Zigbee多信道多无线电视频传输中接入机制使设备传输视频数据。使用了多描述编码，多传输信道和多描述编码结合可1．2多信道／多无线电接口Zigbee网络的多描述编码以提供足以抵抗苛刻网络条件的鲁棒性和达到负载目前，IEEE802．15．4多信道技术标准仍然多用平衡。于单信道模式。如果在传输中使用多信道多无线电接口技术，必将提高网络吞吐量。自从Ad—hoc标准提2基于Zig

8、bee技术的智能公交监控系统出以来，有关多信道多无线电接口的研究都是基于公交车是城市市民出行的