[发明专利]基于太阳能收集的无线多媒体传感网分布式图像压缩方法

权利要求书

1.基于太阳能收集的无线多媒体传感网分布式图像压缩方法，其特征在于：

所述分布式图像压缩机制主要包含三个过程：前期准备、拓扑结构建立、网络工作阶段；

前期准备阶段所做的工作主要有：能量补给模型确定，太阳能板面积初始化、节点初始能量设定、节点初始工作模式设定；

所述太阳能板面积初始化，具体的，给出最大负载、太阳能板采集能量的计算公式：

其中，E_{max_camera}为相机节点最大负载下一轮的能量损耗，E_{max_normalNode}为普通节点最大负载下一轮的能量损耗，D为最大图片数据量，取值为：1024×1024×8bit，R_c为相机发送半径，L为区域边长，n为一轮发送图片数，N_area为区域划分份数，为平均辐射强度，μ为太阳能板的光电转化效率；

太阳能板能够提供大于最大负载下能耗的能量，所以得到关于太阳能板面积S的不等式为：

基于成本考虑，认为不同节点的太阳能板的面积分别取其不等式中的最小值；

拓扑结构建立阶段主要做的工作有：相机节点-普通节点簇建立、普通节点簇建立；

拓扑结构建立中的相机节点-普通节点簇建立阶段主要负责建立相机节点与普通节点之间的联系；通过成簇，使得相机节点在采集到图片后，知道将图片发送给哪些普通节点进行压缩；

拓扑结构建立中的普通节点簇建立阶段主要负责建立普通节点之间的联系；通过一定的算法选取簇头，然后使普通节点加入到对应的簇内，使得普通节点在压缩完图片后，知道将压缩后的图片发送给哪个簇头；

网络工作阶段，包括稳态阶段和之后的工作模式调节，稳态阶段中，相机节点按照一定的频率采集图片，将采集到的图片分布式发送给普通节点进行压缩，普通节点压缩之后，将图片发送给簇头，簇头发给基站，完成图像传输；所述工作模式调节功能，包括节点自主调节和协助调节；

所述自主调节是指当节点自身的能量不足时，可以通过调整自身工作参数，从而达到调节自身能耗，避免突发性死亡的目的；

所述协助调节是指当节点自身能量不足时，会向其同一工作链上的其他节点发送调节请求信号，其他节点收到该信号后，调整与信号来源节点相关的工作参数，从而达到协助调节簇内能量不足节点的目的；

所述自主调节过程主要发生在相机节点上，所述协助调节主要发生在相机节点-普通节点、普通节点-簇头节点之间。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能收集的无线多媒体传感网分布式图像压缩方法，其特征在于：所述能量补给模型确定，具体的，定义对于一块有效面积为S的太阳板，它的实际功率P(s)为：

P(s)＝P_s×s×η

其中，P_s是实际的太阳辐射强度，s为太阳能板接收光照的有效面积，η为太阳能的额定转换效率；

根据下式，计算出一个图片发送周期T内，节点获得的能量补给为E_get

E_get＝P(s)×T 。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能收集的无线多媒体传感网分布式图像压缩方法，其特征在于：所述节点初始能量设定，具体的，考虑到暂时性的无光照情况，对于初始能量，要保证节点能够在无光照能量补给条件下维持网络继续工作一段时间，基于采集图片这样的工作情形，将这段时间设定为30分钟，即30轮图片发送；

其中，E_0camera为相机节点的初始能量，E_0normalNode为普通节点的初始能量；式中相机和普通节点因为其自身最大能耗的不同，初始能量也不同。

4.根据权利要求1所述的基于太阳能收集的无线多媒体传感网分布式图像压缩方法，其特征在于：所述节点的初始工作模式设置，具体的，根据相机节点与基站的距离d，划分初始工作量等级：距离较远的相机节点工作量较低，从而协助监测区域的簇头节点降低传输能耗；距离较低的相机节点，因为其所在监测区域的簇头节点传输能耗较低，可适度提高图像的分辨率，从而实现传输部分较高质量图片的任务。