CN101364917B - 快捷布设的无线多媒体传感器网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快捷布设的无线多媒体传感器网络，能够快捷布设，以及能够实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有音、视频无线传输功能的无线多媒体传感器网络，涉及电子信息技术和音、视频无线通信技术。该网络系统由节点1、节点2、节点3、节点4、节点5、节点6、节点7、节点8和一个强Sink节点22组成现场视、音频传感器网络系统；主机31、显示器32、无线网卡33、键盘34、喇叭35和音箱36构成中心监控调度计算机系统，它一般采用车载方式，通过现场强Sink节点和现场音视频传感器网络实现双向的音视频通信。在通信公网瘫痪或工程抢险等应急环境下，应急人员携带若干节点装置和强Sink节点装置进行快速现场部署。

Description

快捷布设的无线多媒体传感器网络

技术领域

本发明涉及的是一种能快速敏捷构建和布设，以及能实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有音、视频无线传输功能的无线通信网状网络系统，该网络系统中的节点除了具有存储和转发相邻节点的数据外，还具有视频和音频信息获取，通过节点间的宽带无线通信传输链路实现视、音频信息在网络内以多(逐)跳方式传输，属于电子信息技术和音、视频无线通信技术领域。

背景技术

随着人类社会活动强度的增大，突发性事故逐渐增多，突发性的天灾人祸屡见不鲜。这类事故形式具有多样性、发生具有突然性、处置具有棘手性、危害具有严重性，给人民生命财产安全构成严重威胁，也是构成社会的不安定因素之一，受到世界各国的广泛关注。

特别是在处置一些煤矿事故、重大生产事故、地震、泥石流、崩塌、滑塌、地面塌陷、地面沉降等地质灾害、桥梁、危险品运输车辆时，会遇到公共通信网络无法有效发挥作用甚至公共通信网络中断和瘫痪，给应急抢险和指挥调度带来极大的不便，由于通信的困难，造成的损失也是无法估量的。

通常情况下，在应急抢险时，无线对讲机是常用的一种通信工作，无线对讲机以携带方便，通信距离远等优点，但是在应急处置时，抢险人员通过对讲机和临时应急处置中心的通信会影响和分散抢险人员的注意力，而且通信方式为点对点，指挥中心也无法实时了解抢险现场。

基于此，本发明设计一种能够在抢险现场快速部署，以及能够实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有音、视频无线传输功能的宽带无线传感器网络系统，这种系统是一种具有多(逐)跳传输方式和自组织组网技术特性的无线网状网络。网络中各个节点的部署位置可以随机布设，节点设备安装固定非常方便。各网络节点都具有实时采集现场视频画面功能，依据临时指挥中心调度命令传输视频，同时各节点提供现场到临时指挥中心的语音通信，以及临时指挥中心到现场语音广播调度。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种快捷布设的无线多媒体传感器网络，能够实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有音、视频无线传输功能的无线多媒体传感器网络系统，在通信公共网络瘫痪或工程抢险应急时，临时构建无线宽带通信网络环境，实现临时指挥中心和抢险现场视频通信和语音通信，为快速处置事故、正确决策赢得宝贵的时间，为有效了解和控制事态范围、缩短事故持续时间、将事故的损失减到最小提供一种强有力的技术支持。

技术方案：本发明具有摄像机摆动与缩放可控和音视频无线传输功能的，以及快捷布设优点的无线多媒体传感器网络系统，它包括现场视频、音频传感器网络节点及强Sink节点和临时指挥中心监控调度计算机。

该网络系统由第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点、第八节点和一个强Sink节点组成现场视、音频传感器网络，所述的第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点和第八节点之间以及各节点与强Sink节点之间通过2.4GHz射频无线链路相互连接，各节点运行IPV6协议，各节点除了具有存储和转发相邻节点的数据外，还具有感知和采集视频和音频信息，通过节点间宽带无线链路实现视、音频信息在网内以多跳方式、或逐跳方式传输，从而形成一种具有承载视、音频业务的宽带无线多媒体传感器网络，在应用层自定义协议保障音视频信息在布设的无线多媒体传感器网络中逐跳式传输至强Sink节点；主机、显示器、无线网卡、键盘、喇叭和音箱构成中心监控调度计算机系统，所述显示器通过VGA线缆接入主机的VGA接口，无线网卡与主机的USB接口直接相连，键盘与主机的另一个USB接口直接相连，喇叭和音箱与主机的Speaker接口和MIC接口直接相连；中心监控调度计算机系统通过无线网卡直接和强Sink节点无线连接建立通信的物理连接，中心监控调度计算机系统通过强Sink节点对布设的无线多媒体传感器网络节点和资源实施管理。

所述第一节点、第二节点、第三节点、第四节点、第五节点、第六节点、第七节点、第八节点硬件组成单元和物理结构一样，由锁相电路、音频编解码电路、音频输入输出接口、视频编码电路、中央处理器电路、FPGA电路、802.11b无线通信模块单元模块组成；其中802.11b无线通信模块的型号为TNET110B，锁相电路所选电路型号为PLL1708，音频编解码电路所选型号为TMS320AIC23b；锁相电路产生的两路脉冲时钟信号分别由锁相电路的2脚和3脚输出，并与音频编解码电路的2脚和3脚直接相连，给音频电路提供所需的时钟信号；音频编解码电路的音频输出脚为12脚和13脚，分别通过由第四电容和第七电阻、第六电容和第八电阻组成滤波电路，并分别经第十二限流电阻和第十三限流电阻与音频输入输出接口相连，输出立体音频；音频输入分别经过限流电阻、第九电阻和第十电容组成的滤波电路，第十五限流电阻、第九电阻和第十一电容组成的滤波电路，再分别经过第七隔直电容和第八隔直电容输入音频编解码电路的19脚和20脚；视频输入端经过由电感器、第一电容和第五电容组成的滤波电路和第五电阻和第九电容组成RC滤波器从视频编码器的10脚输入，音频编解码电路的3脚、4脚、5脚、6脚、7脚分别与中央处理单元的AD14脚、AC14脚、Ab14脚、AC9脚、AD10脚相连，中央处理单元选择TI公司高端DSP芯片，其型号为DMA642，其数据总线VPID9—VPID2与视频编码器的XPD0-XPD7直接相连，中央处理器电路的SCL和SDA脚直接与视频编码器的SCL和SDA脚直接相连，用于中央处理器电路对视频编码器的初始化配置，FPGA电路选用型号为EP1C6Q240C8的芯片，主要完成系统所述时序信号的产生，FPGA电路的3、4、5、64脚分别与中央处理器电路的/CE0、/BE0、/BE1、/EA204个信号脚直接连接，FPGA电路的11、12脚分别与802.11b无线通信模块的7脚、12脚直接相连，802.11b无线通信模块的58脚、16脚、21脚、61脚、60脚分别与中央处理器电路的通用输入输出脚GPI08脚、GPI07脚、读信号/OE脚、写信号/WE脚、准备就绪信号/RDY脚和通用输入输出脚GPI09脚相连接，802.11b无线通信模块的16位地址线A0-A15分别与中央处理器电路的地址线EA3-EA18相连，802.11b无线通信模块的16位数据线分别与中央处理器电路的数据线ED0-ED15直接相连；PTZ控制器中央处理电路选用Atmeg16单片机，将该单片机的PA口的8个I/O脚和PC口的6个I/O脚分别用于控制云台和镜头的动作，该单片机的27脚和28脚与中央处理器电路的AC16和AE16脚直接相连，完成中央处理器电路和Atmeg16单片机的串行通信，PTZ控制器的电机驱动电路选用的是二相步进电机专用细分驱动芯片A3979来构成相应的细分驱动器，控制云台水平左右和垂直上下运动，用于对变焦镜头的光圈、聚焦、变倍三个直流电机实施控的电路由双四选一集成电路4555双四选一集成电路、双四选一集成电路、双四选一集成电路、第一光耦、第二光耦、第三光耦、第四光耦、反相器MC1413、P型沟FET功率管和N型沟FET功率管构成推挽式功率驱动、金属氧化物压敏电阻作为瞬时吸收保护器和一些必要的阻容元件组成。

中心监控调度计算机以嵌入式工业主板为核心，通过扩展外围硬件构建，串行通信接口，以太网接口，802.11b无线通信接口用语扩展无线网卡，带USB接口的摄像头通过USB接口采集现场的视频图像，VGA视频输出口与液晶显示器相连，用于人机交互，DMA接口与移动硬盘相连，DIMM接口与DDR266内存相连，电源接口与开关电源装置相连，用于系统供电，音频接口通过音频攻放与喇叭相连，用于音频的输出，且音频接口与麦克风直接相连，用于音频输入。

所述强Sink节点由嵌入式工业主板、开关电源、内存模块、CF接口无线Wlan卡、移动硬盘、GPS模块、卫星数据收发模块、485通信模块、LCD显示模块组成；所述嵌入式工业主板，所选型号为台湾研扬公司生产的EC5-1719CLDNA，CPU为双核；所述的开关电源与嵌入式工业主板的Power接口直接相连；所述内存模块型号为DDR266，与嵌入式工业主板的DIMM接口相连，容量为1G；所述CF接口无线Wlan卡与嵌入式工业主板的CF接口直接相连，支持802.11b通信标准；所述移动硬盘与嵌入式工业主板的DMA接口直接相连，用于安装操作系统软件和应用软件及保存数据；所述GPS模块通过主板的RS232接口相互连接；所述的卫星数据收发模块与主板的USB接口直接相连，用于远程发送现场重要数据至上级部门；所述的485通信模块与嵌入式工业主板的串行通信接口直接相连，用于配置强Sink节点所需的通信接口；所述的LCD显示模块与嵌入式工业主板的VGA接口相连，用于显示强Sink节点在配置时的人机交互信息。

有益效果：本发明涉及的是一种具有快速构建自组织通信的网状网络，以及能够实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有音、视频无线传输功能的系统，网络中的节点除了具有存储和转发相邻节点的数据外，还具有感知和采集视频和音频信息，通过节点间宽带无线链路实现视、音频信息在网络内以多(逐)跳方式传输，从而形成一种具有承载音、视频业务的宽带无线多媒体传感器网络。网络节点以DSP器件为核心，具有扩展视频、音频输入和输出电路，存储器，摄像机PTZ(pan摆动，tilt倾斜，zoom缩放)控制器和基于802.11b宽带无线通信接口，网络节点移植了IPv6协议，并能够支持自组织组网通信等功能。

从而形成一种具有承载视、音频业务的宽带无线多媒体传感器网络(系统)。该网络节点以DSP芯片为核心，带有扩展音频、视频输入和输出电路，程序存储，数据存储器，摄像机的PTZ(pan摆动，tilt倾斜，zoom缩放)控制器和基于802.11b宽带无线通信接口，移植IPv6协议，支持无线自组织组网通信等功能。

所述快捷布设以及能够实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有音、视频无线传输功能的无线多媒体传感器网络系统，它是一种无线网状网络系统，这种网络系统是一种具有多(逐)跳传输方式和自组织组网技术特性的宽带无线网状网络系统。在通信公共网络和原有的视频监视系统瘫痪时，或者在工程抢险应急时，需要临时构建宽带无线通信网络环境，快捷地实现临时指挥中心和抢险现场视频通信和语音通信，为及时处置事故、正确决策赢得宝贵的时间，为有效了解和控制事态范围，缩短事故持续时间，将事故的损失减到最小，提供一种强有力的技术支持。

附图说明

图1是本发明的组网原理方框图；

图2是本发明的现场视、音频传感器网络节点的电原理图；

图3是本发明PTZ控制器的中央处理器管脚资源分配示意图；

图4是本发明PTZ控制器的电机驱动电路原理图；

图5是本发明PTZ控制器的调节镜头参数的原理图；

图6是本发明临时指挥中心监控调度计算机原理方框图；

图7是本发明的强Sink节点电路原理图；

图8是本发明的节点自组织建立通信链路和拓扑的原理框图；

图9是本发明临时指挥中心监控调度软件功能模块方框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由节点1、节点2、节点3、节点4、节点5、节点6、节点7、节点8和一个强Sink节点22组成现场传感器网络系统，主机31、显示器32、无线网卡33、键盘34、喇叭35和音箱36构成中心监控调度计算机系统，一般采用车载方式，通过现场强Sink节点和现场传感器网络系统实现双向的音视频通信，在工程抢险等应急环境下，应急人员携带若干节点和强Sink节点进行快速现场部署节点装置，通常情况下一个强Sink节点作为协调者负责管理8个节点，根据现场可以扩展强Sink节点和普通节点的数量，但是，本发明所述的强Sink节点只能负责管理8-10个节点，节点间的通信距离在100米左右。

如图2所示，所述第一节点1、第二节点2、第三节点3、第四节点4、第五节点5、第六节点6、第七节点7、第八节点8硬件组成单元和物理结构一样，由锁相电路U1、音频编解码电路U2、音频输入输出接口J2、视频编码电路U3、中央处理器电路U4、FPGA电路U5、802.11b无线通信模块U6单元模块组成；

其中802.11b无线通信模块U6的型号为TNET110B，锁相电路U1所选电路型号为PLL1708，产生的两路脉冲时钟信号分别由PLL1708的2脚和3脚输出，并与音频编解码电路U2的2脚和3脚直接相连，给音频电路提供所需的时钟信号；音频编解码电路U2所选型号为TMS320AIC23b，其音频输出脚为12脚和13脚，分别通过由第四电容C4和第七电阻R7、第六电容C6和第八电阻R8组成滤波电路，并分别经第十二限流电阻R12和第十三限流电阻R13与音频输入输出接口J2相连，输出立体音频；

音频输入分别经过R14限流电阻、R9和C10组成的滤波电路，R15限流电阻、R10和C11组成的滤波电路，再分别经过隔直电容C7和C8输入音频编解码电路U2的19脚和20脚；视频输入端经过由L1、C1和C5组成的滤波电路和R5和C9组成RC滤波器从视频编码器U3的10脚输入，音频编解码电路U2的3脚、4脚、5脚、6脚、7脚分别与中央处理单元U4的AD14脚、AC14脚、Ab14脚、AC9脚、AD10脚相连，中央处理单元U4选择TI公司高端DSP芯片，其型号为DMA642，其数据总线VPID9—VPID2与视频编码器U3的XPD0-XPD7直接相连，中央处理器电路U4的SCL和SDA脚直接与视频编码器U3的SCL和SDA脚直接相连，用于中央处理器电路U4对视频编码器U3的初始化配置，FPGA电路U5主要完成系统所述时序信号的产生，FPGA电路U5的3、4、5、64脚分别与中央处理器电路U4的/CE0、/BE0、/BE1、/EA204个信号脚直接连接，FPGA电路U5的11、12脚分别与802.11b无线通信模块U6的7脚、12脚直接相连，802.11b无线通信模块U6的58脚、16脚、21脚、61脚、60脚分别与中央处理器电路U4的通用输入输出脚GPIO8脚、GPIO7脚、读信号/OE脚、写信号/WE脚、准备就绪信号/RDY脚和通用输入输出脚GPIO9脚相连接，802.11b无线通信模块U6的16位地址线A0-A15分别与中央处理器电路U4的地址线EA3-EA18相连，802.11b无线通信模块U6的16位数据线分别与中央处理器电路U4的数据线ED0-ED15直接相连。

如图3所示，摄象机的PTZ控制器中央处理电路选用Atmeg16单片机，工作频率达16MNz，自带128K的存储器和4K的EEPROM，将该单片机的PA口的8个I/O脚和PC口的6个I/O脚分别用于控制云台和镜头的动作，该单片机的27脚和28脚与图2中中央处理器电路U4的AC16和AE16脚直接相连，完成图2中中央处理器电路U4和Atmeg16单片机的串行通信，云台和镜头的控制命令由主控中心无线发送，节点无线接收后，由图2中中央处理器电路U4对控制命令进行解析后，通过单片机和图2中中央处理器电路U4的通信接口传输给单片机，最终由单片机执行控制动作。

如图4所示，摄象机的PTZ控制器的电机驱动电路，由核心模块是U2、U3和一些必要的阻容元件组成。U2、U3是二相步进电机专用细分驱动芯片A3979来构成相应的细分驱动器，其中U2控制云台水平左右运动，U2的第3脚为方向控制脚，与图3中U1的50脚相连接，U2的步进控制输入脚19脚与与图3中U1的51脚相连接，步进模式选择脚12、13脚分别与与图7中U1的37、38脚相连接，用于步进模式选择；同理，U3控制云台垂直上下运动，U3的第3脚为方向控制脚，与图3中U1的48脚相连接，U3的步进控制输入脚19脚与与图3中U1的49脚相连接，步进模式选择脚12、13脚分别与与图7中U1的39、40脚相连接，用于步进模式选择。

如图5所示，摄象机的PTZ控制器对镜头的控制电路，用于对变焦镜头的光圈、聚焦、变倍三个直流电机实施控制。主要由双四选一集成电路(型号：4555)U4、U5、U6、光耦B1、B2、B3、B4、反相器(型号：MC1413)、P型沟FET功率管和N型沟FET功率管构成推挽式功率驱动、金属氧化物压敏电阻R29、R36、R43作为瞬时吸收保护器和一些必要的阻容元件组成。M1、M2和M3是12V供电的直流电机，用于对变焦镜头的光圈、聚焦、变倍控制。所述的双四选一集成电路U4的第1、2脚与图3中U1的47脚和46脚直接相连；所述的双四选一集成电路U5的第1、2脚与图3中U1的45脚和44脚直接相连，所述的双四选一集成电路U6的第1、2脚与图3中U1的35脚和36脚直接相连。

如图6所示，指挥中心监控调度计算机以嵌入式工业主板U1为核心，通过扩展外围硬件构建，串行通信接口U2，以太网接口U6,802.11b无线通信接口U5用语扩展无线网卡，带USB接口的摄像头U3通过USB接口U4采集现场的视频图像，VGA视频输出口U7与液晶显示器U13相连，用于人机交互，DMA接口U8与移动硬盘U14相连，DIMM接口9与DDR266内存16相连，电源接口U10与开关电源装置U16相连，用于系统供电，音频接口U12通过音频攻放U17与喇叭U18相连，用于音频的输出，且音频接口U12与麦克风U19直接相连，用于音频输入。

如图7所示，所述所述强Sink节点22由嵌入式工业主板P1、开关电源P2、内存模块P3、CF接口无线Wlan卡P4、移动硬盘P5、GPS模块P6、卫星数据收发模块P7、485通信模块P8、LCD显示模块P9组成，所述嵌入式工业主板，所选型号为台湾研扬公司生产的EC5-1719CLDNA，其特点功耗低、体积小何接口丰富，CPU为双核；所述的开关电源P2与嵌入式工业主板P1的Power接口直接相连；所述内存模块P3(型号：DDR266)嵌入式工业主板P1的DIMM接口相连，容量为1G；所述CF接口无线Wlan卡P4与嵌入式工业主板P1的CF接口直接相连，支持802.11b通信标准；所述移动硬盘P5与嵌入式工业主板P1的DMA接口直接相连，用于安装操作系统软件和应用软件及保存数据；所述GPS模块P6通过主板的RS232接口相互连接；所述的卫星数据收发模块P7与主板的USB接口直接相连，用于远程发送现场重要数据至上级部门；所述的485通信模块P8与嵌入式工业主板P1的串行通信接口直接相连，用于配置强Sink节点所需的通信接口；所述的LCD显示模块P9与嵌入式工业主板P1的VGA接口相连，用于显示强Sink节点在配置时的人机交互信息。

如图8所示，所述的能够实现对摄像机摆动与缩放进行控制和具有无线音视频传输功能的宽带自组织传感器网络系统，现场传感器网络节点的拓扑关系和通信链路的建立通过高层自定义协议完成，具体实施方式和步骤如下：

(步骤1)每个节点一上电运行一个建立拓扑和链路的程序，首先发送一条拓扑发现帧，该帧包含目的地址为强Sink节点的地址、源地址为自身的地址、跳数计数器、年龄字段(初始值为60-255秒)、头尾信息字段7FFH。见表1。

表1帧格式

 

7FH

源地址

目的地址

Hop

Age

Adr1

Adr2

7FFH

(步骤2)当拓扑发现帧经过中间节点时，拓扑发现帧的跳数计数器自动加1，并将自己的节点地址附加在该帧中，该中间节点继续广播该拓扑发现帧，当广播该拓扑发现帧跳数计数器的计数值大于2时，或年龄Age字段为0时，中间节点则丢弃该帧。

(步骤3)拓扑发现帧到达强Sink节点时，强Sink节点提取该帧的跳计数字段和年龄字段是否合法，如果合法则提取目的地址和中间节点Adr1和Adr2地址，建立该帧携带目的地址所述的通信链路地址数据表，如表2所示。

表2通信链路地址数据表

(步骤4)强Sink节点将建立的通信链路地址数据表通过轮询方式发送给各现场传感器节点，现场传感器节点保存和记录自己的通信链路地址数据表，用于后续的音视频通信。

经过上述4个步骤，现场视频音频传感器节点和强Sink节点之间构建起层次拓扑结构的网络以及各传感器节点与强Sink节点之间通信链路。

如图9所示，监控软件主要功能模块共有10个，视频编解码模块主要完成基于H.264标准的实时视频编码和解码；音视编解码模块主要基于G.728建议的音频的编码和解码；点对点的可视对讲主要是主控中心和现场的某个节点间的可视通信；多路视频通信模块主要是主控中心已轮询切换方式接收现场传感器节点传来的现场视频画面，同时支持4路画面的显示，速率为2-3帧/秒/路；紧急呼叫功能主要完成对现场某个节点发起主动语音呼叫功能，后台管理主要完成对现场传感器节点数量、强Sink节点参数配置和数量以及强Sink节点间的通信方式选择管理；系统的配置管理主要完成系统通信接口的选择、通信参数的的配置，现场节点的地址映射管理，语音提示主要完成主控中心对现场节点进行广播应急调度指令；通信的切换管理主要完成现场节点的音视频流依据现场事态的轻重缓急有效地传输至主控中心，便于指挥调度和决策。

为音视频数据的可靠传输，在高层自定义的音视频数据传输协议，数据包格式如表3。

表3数据包格式

 

7FH

源地址

目的地址

Hop

Age

Adr1

Adr2

业务类型

控制命令

数据域

校验位

7FFH

表3中7FH：在整个数据包的头尾各占1个字节；源地址：表示发送数据业务的发送者，占用2字节；目的地址：表示发送数据业务的接收者，占用2字节；Hop：表示到达目的地所经过的中间节点的个数，没经过一个节点计数值加1，本系统最大值为2，超过2时，收到该数据包的任何节点都要丢弃该数据包，占用1个字节；Age：表示数据包的寿命，系统将其设置为60秒-255秒，超过设置值时，收到该数据包的任何节点都要丢弃该数据包，占用1个字节Adr1：数据包到达目的地址必经的中间节点的地址，不用时设置为OFFH，占用2个字节；Adr2：数据包到达目的地址必经的中间节点的地址，不用时设置为OFFH，占用2个字节；

业务类型：表示该数据包封装的是视频业务时，其值为01H，音频业务，其值为02H，占用1个字节。

控制命令：表示系统建立拓扑、通信链路、音视频通信，维持和报告链路连接状态、系统运行功能的切换等所需一些会话命令，占用1个字节；

数据域：用于封装音视频数据，长度可变，但是在最大长度限制在32K以内；校验位：只对源地址、目的地址、Hop、Age、Adr1、Adr2、业务类型、控制命令进行CRC循环冗余校验，占用2个字节；

Claims (3)

1.一种快捷布设的无线多媒体传感器网络，其特征在于该网络系统由第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)、第四节点(4)、第五节点(5)、第六节点(6)、第七节点(7)、第八节点(8)和一个强Sink节点(22)组成现场视音频传感器网络(I)，所述的第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)、第四节点(4)、第五节点(5)、第六节点(6)、第七节点(7)和第八节点(8)之间以及各节点与强Sink节点(22)之间通过2.4GHz射频无线链路相互连接，各节点运行IPV6协议，各节点除了具有存储和转发相邻节点的数据外，还具有感知和采集视频和音频信息，通过节点间宽带无线链路实现视、音频信息在网内以多跳方式、或逐跳方式传输，从而形成一种具有承载视、音频业务的宽带无线多媒体传感器网络，在应用层自定义协议保障音视频信息在布设的无线多媒体传感器网络中逐跳式传输至强Sink节点(22)；

主机(31)、显示器(32)、无线网卡(33)、键盘(34)、喇叭(35)和音箱(36)构成中心监控调度计算机系统(Ⅱ)，所述显示器(32)通过VGA线缆接入主机(31)的VGA接口，无线网卡(33)与主机(31)的USB接口直接相连，键盘(34)与主机(31)的另一个USB接口直接相连，喇叭(35)和音箱与主机(31)的Speaker接口和MIC接口直接相连；

中心监控调度计算机系统(Ⅱ)中的无线网卡(33)直接与现场视音频传感器网络(I)中的强Sink节点(22)无线连接，建立通信的物理连接，中心监控调度计算机系统(II)通过强Sink节点(22)对布设的无线多媒体传感器网络节点和资源实施管理；

所述第一节点(1)、第二节点(2)、第三节点(3)、第四节点(4)、第五节点(5)、第六节点(6)、第七节点(7)、第八节点(8)硬件组成单元和物理结构一样，由锁相电路(U1)、音频编解码电路(U2)、音频输入输出接口(J2)、视频编码电路(U3)、中央处理器电路(U4)、FPGA电路(U5)、802.11b无线通信模块(U6)单元模块组成；

其中802.11b无线通信模块(U6)的型号为TNET110B，锁相电路(U1)所选电路型号为PLL1708，音频编解码电路(U2)所选型号为TMS320AIC23b；锁相电路(U1)产生的两路脉冲时钟信号分别由锁相电路(U1)的2脚和3脚输出，并与音频编解码电路(U2)的2脚和3脚直接相连，给音频电路提供所需的时钟信号；音频编解码电路(U2)的音频输出脚为12脚和13脚，分别通过由第四电容(C4)和第七电阻(R7)、第六电容(C6)和第八电阻(R8)组成的滤波电路，并分别经第十二限流电阻(R12)和第十三限流电阻(R13)与音频输入输出接口(J2)相连，输出立体音频；音频输入分别经过限流电阻(R14)、第九电阻(R9)和第十电容(C10)组成的滤波电路，第十五限流电阻(R15)、第九电阻(R10)和第十一电容(C11)组成的滤波电路，再分别经过第七隔直电容(C7)和第八隔直电容(C8)输入音频编解码电路(U2)的19脚和20脚；视频输入端经过由电感器(L1)、第一电容(C1)和第五电容(C5)组成的滤波电路和第五电阻(R5)和第九电容(C9)组成RC滤波器从视频编码器(U3)的10脚输入，音频编解码电路(U2)的3脚、4脚、5脚、6脚、7脚分别与中央处理器电路(U4)的AD14脚、AC14脚、AB14脚、AC9脚、AD10脚相连，中央处理器电路(U4)选择TI公司高端DSP芯片，其型号为DMA642，其数据总线VPID9-VPID2与视频编码器(U3)的XPD0-XPD7直接相连，中央处理器电路(U4)的SCL和SDA脚直接与视频编码器(U3)的SCL和SDA脚直接相连，用于中央处理器电路(U4)对视频编码器(U3)的初始化配置，FPGA电路(U5)选用型号为EP1C6Q240C8的芯片，主要完成系统时序信号的产生，FPGA电路(U5)的3、4、5、64脚分别与中央处理器电路(U4)的/CE0、/BE0、/BE1、/EA204个信号脚直接连接，FPGA电路(U5)的11、12脚分别与802.11b无线通信模块(U6)的7脚、12脚直接相连，802.11b无线通信模块(U6)的58脚、16脚、21脚、61脚、60脚分别与中央处理器电路(U4)的通用输入输出脚GPIO8脚、GPIO7脚、读信号/OE脚、写信号/WE脚、准备就绪信号/RDY脚和通用输入输出脚GPIO9脚相连接，802.11b无线通信模块(U6)的16位地址线A0-A15分别与中央处理器电路(U4)的地址线EA3-EA18相连，802.11b无线通信模块(U6)的16位数据线分别与中央处理器电路(U4)的数据线ED0-ED15直接相连；PTZ控制器中央处理电路选用Atmeg16单片机，将该单片机的PA口的8个I/O脚和PC口的6个I/O脚分别用于控制云台和镜头的动作，该单片机的27脚和28脚与中央处理器电路(U4)的AC16和AE16脚直接相连，完成中央处理器电路(U4)和Atmeg16单片机的串行通信；

PTZ控制器的电机驱动电路选用的是二相步进电机专用细分驱动芯片A3979来构成相应的细分驱动器，控制云台水平左右和垂直上下运动，用于对变焦镜头的光圈、聚焦、变倍三个直流电机实施控制的电路由型号为4555的第一、第二、第三双四选一集成电路、第一光耦(B1)、第二光耦(B2)、第三光耦(B3)、第四光耦(B4)、反相器MC1413、P型沟FET功率管和N型沟FET功率管构成推挽式功率驱动、金属氧化物压敏电阻(R29、R36、R43)作为瞬时吸收保护器和一些必要的阻容元件组成。

2.根据权利要求1所述的快捷布设的无线多媒体传感器网络，其特征在于中心监控调度计算机以嵌入式工业主板(U1)为核心，通过扩展外围硬件构建，串行通信接口(U2)，以太网接口(U6)，802.11b无线通信接口(U5)用于扩展无线网卡，带USB接口的摄像头(U 3)通过USB接口(U4)采集现场的视频图像，VGA视频输出口(U7)与液晶显示器(U13)相连，用于人机交互，DMA接口(U8)与移动硬盘(U14)相连，DIMM接口(U9)与DDR266内存(U16)相连，电源接口(U10)与开关电源装置(U16)相连，用于系统供电，音频接口(U12)通过音频功放(U17)与喇叭(U18)相连，用于音频的输出，且音频接口(U12)与麦克风(U19)直接相连，用于音频输入。

3.根据权利要求1所述的快捷布设的无线多媒体传感器网络，其特征在于所述强Sink节点(22)由嵌入式工业主板(P1)、开关电源(P2)、内存模块(P3)、CF接口无线Wlan卡(P4)、移动硬盘(P5)、GPS模块(P6)、卫星数据收发模块(P7)、485通信模块(P8)、LCD显示模块(P9)组成；所述嵌入式工业主板，所选型号为台湾研扬公司生产的EC5-1719CLDNA，CPU为双核；所述的开关电源(P2)与嵌入式工业主板(P1)的Power接口直接相连；所述内存模块(P3)型号为DDR266，与嵌入式工业主板(P1)的DIMM接口相连，容量为1G；所述CF接口无线Wlan卡(P4)与嵌入式工业主板(P1)的CF接口直接相连，支持802.11b通信标准；所述移动硬盘(P5)与嵌入式工业主板(P1)的DMA接口直接相连，用于安装操作系统软件和应用软件及保存数据；所述GPS模块(P6)通过主板的RS232接口相互连接；所述的卫星数据收发模块(P7)与主板的USB接口直接相连，用于远程发送现场重要数据至上级部门；所述的485通信模块(P8)与嵌入式工业主板(P1)的串行通信接口直接相连，用于配置强Sink节点所需的通信接口；所述的LCD显示模块(P9)与嵌入式工业主板(P1)的VGA接口相连，用于显示强Sink节点在配置时的人机交互信息。

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