[发明专利]基于多媒体无线传感器网络的多类型家居控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及了家庭环境下的多媒体无线传感器网络的多类型应用，属于嵌入 式开发与无线通信的交叉领域。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，简称WSN)，集合了微电子技术、 无线通信、嵌入式计算、分布式计算等多种先进技术，利用低成本、低功耗、高 可靠性、可计算的无线传感器网络节点对用户感兴趣的对象进行数据采集、处理， 并完成用户期望的动作。这样无线传感器网络便可将计算、通信、传感等功能更 多地嵌入到日常用品中，将信息空间与我们生活的物理空间融合起来，使生活变 得更为便捷。而将多媒体传感器加入无线传感器网络后形成的多媒体无线传感器 网络在原有的基础上，将音视频信息加入进来，将具有更广泛的应用前景。

目前真正投入实际应用的无线传感器网络节点并不多，其中最具代表性的有 美国国防部DARPA资助开发的Smart Dust(智能尘埃)，美国Crossbow公司研 制的Mica系列节点，以及国内中科院研发的GAINS系列节点。而基于多媒体 无线传感器网络的应用则很少被提及。

上面提到的节点已在军事、医疗、工农业、采矿等多个领域有了一些各自的 应用。同时，多媒体无线传感器网络在家居应用中的优点也非常明显：(1)对于 各种应用无需重新布线，节点间自己便可自组织成为一个网络；(2)低功耗、低 成本的特点让用户无需为家居环境中的节点担心能耗问题；(3)多媒体无线传感 器网络的灵活性高、可扩展性能好等特点，使其在需求多样化的家居环境下占有 绝对的优势。

但目前的多媒体无线传感器网络在家居控制与应用中很少，而且还并不成 熟，主要还普遍存在以下一些问题：(1)应用大都集中在无线灯光控制、门禁控 制这样低数据通信量的领域，使得其实际应用范围大大缩小，没有一种方法中加 入了对音视频信息的获取与处理；(2)仅仅能够对温度、湿度这样简单的环境数 据进行采集和处理，缺乏对用户体征、行为等用户个人信息的采集与处理，这样 使得其并没有实现真正意义上的“智能化”；(3)利用多媒体无线传感器网络来 建立普适环境下的家居控制方法还没有出现，不利于相关理论的进一步深入研 究。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对当前无线传感器网络在家居控制方法中的不 足，在原有灯光控制、安防控制、电器控制的基础上，提出将医疗监控、视频监 控等新技术加入到家庭环境下的多媒体无线传感器网络中去，提供一种基于多媒 体无线传感器网络的多类型家居控制方法，从而大大增强了多媒体无线传感器网 络在家居环境下的应用前景，为实时采集用户行为动作、体征变化提供了可能； 并为家居环境下提供了一整套更为完整的服务。

技术方案：本发明对家居环境下的控制方法做了大量的调研工作后，认为新 型的家居控制方法应当具有多类型、全方位的信息获取与处理机制，并且这样的 机制应当建立在无需改变家居环境下原有布线方案、低成本、低功耗、高可靠性、 高实用性的基础上。并由此提出基于多媒体无线传感器网络的多类型家居控制与 应用方案。

本发明所描述的方法包含了4种不同功能的多媒体无线传感器网络节点：

1、用于控制多媒体无线传感器网络内各种节点并能通过这些节点获取并处 理各种信息的基站节点，同时它还负责协调各节点的工作状态。另外它还可以通 过RS-232、USB或无线接口与PC机、智能手机或者PDA等手持设备相连，从 而实现更为友好方便、用户更容易接受的界面。用户也可以随身携带一个基站节 点，从而使得其他布置好的节点可以通过接收到的无线信号的强度来判断用户的 位置信息，从而达到智能控制的目的。

2、用于灯光控制、电器控制等用于简单控制的多媒体无线传感器网络节点。 这些节点只需具有无线收发能力、路由控制能力，并能与特定的电器相连，进行 简单开关控制并能实时将电器状态、温度等低数据量的信息传送给基站节点。

3、用于家庭医疗监控的的无线传感器医疗节点。这些节点除需要具有无线 收发能力、路由控制能力外，它还具有获取用户体温、血氧、脉搏等体征病理信 息的能力，此外还应当具有可穿戴特性，用户可以佩戴在身上，随时获取实时信 息。

4、用于获取视频图像的无线多媒体传感器节点。这些节点同样也应当具有 无线收发、路由控制能力，此外它能够通过图像传感器以及图像处理模块将获取 到的信息实时传到基站节点或存入外接的硬盘等存储设备。