文摘
研究无线传感器网络视频监控系统是一个热门领域的媒体课堂教育教学。基于5 g通信网络理论,本文构造了一个无线传感器网络多媒体课堂教育教学视频监控系统,系统地分析了新的远程教育模式条件下的两个网络的一体化,并提高互动生活课堂教育模式。的课堂教学模式,模型研究收集数据的同步传输技术和视频编码和解码,采用硬件压缩编码,集成了可靠多播和有条件的访问等关键技术,并提出了系统的设计方案,解决了多媒体教室的问题教育教学数字问题。在模拟过程中,采用MATLAB软件平台研究的影响5 g通信网络的节点数和节点属性(如节点位置,节点感知角度,瞬时感觉方向,或方向相邻节点之间的区别,节点速度,等等)在目标区域或目标点。实验结果表明,联合优化传输视频质量的性能和网络生命周期多路径条件下表现良好。多路径下的总效用最终收敛于8.3,而单一的路径最终收敛于6.5,进一步促进了多媒体网络课堂教学系统的实时性能。
1。介绍
无线通信技术的快速发展,微电子技术、微机电技术已经生了无线传感器网络。无线传感器网络包括全向传感器网络(网络的传感范围是一个圆形的区域)和无线多媒体传感器网络(导演)(WMSNs的传感范围是一个扇形区)(1]。目前,有许多研究无线传感器覆盖,但大多数人关注的报道研究全向传感模型,和现有研究无线多媒体传感器网络覆盖已考虑的方向性和rotatability节点(2- - - - - -4]。然而,在“覆盖”,只有的定义和计算瞬时的影响传感节点的范围被认为是,和旋转的影响上的节点不被认为是“覆盖”,因此,现有研究结果对实际应用有一定的局限性5]。总之,无线多媒体传感器网络面临许多新的挑战,迫切需要新的解决方案来指导directed-aware网络系统的有效实施6]。
网络流媒体指的是媒体格式播放通过流媒体在互联网上传播,如视频或多媒体文件(7,8]。它可以广泛应用于在线新闻发布、在线直播、网络广告、远程教育、实时视频会议等。目前,最直接的应用程序是在线直播和视频点播。网络教学是越来越多的人喜欢的地方,因为其丰富的信息资源、友好的交互性能,以及优良的开放性和逐渐发展成为一个相对成熟的新的教育形式(9]。虽然现有的研究对无线多媒体传感器网络覆盖认为的方向性和rotatability节点,忽略了潜在的覆盖无线传感器网络延迟域带来的节点的rotatability忽略了节点的旋转速度的影响在目标覆盖率(10- - - - - -12]。这提出了一个挑战的视频多播数据在无线传感器网络中。如果无线传感器网络视频多播数据传输提供基于用户的带宽大访问速率,然后用户提供一个小率不能实现视频数据的访问。如果无线传感器网络视频多播数据传输提供基于用户的带宽较低的访问速度,用户高访问速度会浪费大量的带宽,这将影响视频播放的效果。为了解决这一矛盾,本文使用分层无线传感器网络视频多播实现视频传输,满足用户的需求和不同的网络接入带宽。总之,定向传感器网络面临许多新的挑战,迫切需要新的解决方案来指导定向传感网络系统的有效实施13]。
基于无线多媒体传感器网络的实际应用,本文考虑的方向和rotatability传感器,介绍了传感器的旋转的定义和计算“覆盖”,介绍了“延迟”的概念,建立了扩展的多媒体课堂教育教学,分别。同时,多媒体教室的数量的影响教育教学节点和节点属性(如节点位置,节点感知角度,瞬时感觉方向,或方向相邻节点之间的区别,节点速度,等等)。最优的节点数量是用来满足覆盖要求;和多媒体课堂教育教学节点的部署计划研究来确定节点位置距离和节点属性的影响对目标的覆盖区域。
2。相关工作
从通信协议和通信网络的角度来看,虽然目前流媒体技术本身已是相当成熟,仍然有许多实际应用中存在的问题,主要是因为目前的主要网络携带流媒体是IP网络(14]。当前IP网络的一般协议ipv4,它的特点是一个“尽力服务”网络。网络的视频网络信息源是由用户数量和用户的传输容量,这是不稳定的,播放流是不稳定的。因此,各种宽带的集成电子系统,如互联网和DVB有着广泛的物质基础和群众基础15]。新的宽带信息服务系统的发展提供了新的发展机遇,制造商信息提供商、运营商和宽带系统,以及更丰富的信息为公众文化和教育环境。
跨度是一个连通性维护协议,可以关闭不必要的节点,以便所有活跃节点连接通过通讯枢纽和所有非活动节点连接到至少一个活动节点。香港et al。16)提出,当一个活动节点既不满足跨度也不符合中共的唤醒规则,它就变成了一个睡眠状态。睡眠节点会定期醒来,进入监听状态。如果它遵循跨度或共产党规则,它将变得活跃。侯赛因et al。17)设计了一个节点调度方法,可以为不同区域提供不同的监控品质。传感器来监测入侵者的路径的能力取决于入侵者的知识网络。Mrabet et al。18)相信,当入侵者不知道确切位置的传感器和随机选择一个特定的路径从端口0到端口1,路径的距离小于或等于(节点感知半径)管状区域。如果至少有一个传感器在端口1,入侵者必须从0.90到港旅行时发现1。服务器端网络接口发送数据和没有处理客户机请求或由客户端数据拥挤,所以它的带宽的增加不会超载访问用户。Kochhar和库马尔19]发现,处理大量数据加载的工作完全交给可靠多播协议和最终用户的网络主机的处理能力和处理能力。数据服务的瓶颈是直接从服务器转移到网络。
为了找到这样一条路径,泰森多边形法的结合图和德劳内角主要是使用。在这个报道管理,只有目标和传感器节点之间的距离是(20.]。当使用有线电视网络开展远程教育工作,教学程序(包括实时)被发送到有线电视前端系统,然后发送到成千上万的家庭通过输电和配电网络,及相关音频和视频的程序被放在前端存储设备。它是方便用户进行视频点播和自学。通过上网,它为用户提供一个广阔的学习空间,并在互联网上相关的学习资源,这有利于user-assisted学习(21- - - - - -23]。在曝光报道的研究中,不仅从传感器节点的距离目标还曝光时间的目标是,和覆盖率增加分配监测时间的增加(暴露)24];研究者们讨论了如何引入目标的持续时间由传感器检测到找到最小和最大接触路径。主要方法是晶格理论,泰森多边形法图等。25,26]。
3所示。多媒体课堂教学的教学结构下5 g通信网络
3.1。5 g通信网络拓扑
在随机部署中,目标区域的5 g通信网络是可获得的,节点随机分布在目标区域。分散节点的数量直接影响到目标区域的概率被覆盖。太多的节点将产生大量的冗余。基站监控数据增加了工作量;如果节点的数量太小,覆盖需求无法满足。是否可以继续合作取决于参与者之间如何分配。分布是合作博弈的核心。所谓的分布是一组维的向量的游戏;每个维度的代表分配相应的玩家的好处。除了信号,媒体流不是直接发送到其他参与者,但多媒体发送到公共IP无线传感器网络视频多播地址和IP无线传感器网络视频多播功能负责多媒体流到其他政党。
实时数据接收、发送的RR消息丢失的数量提供消息,接收到的消息的最大序列号,到达时间的抖动,老收到最后一个消息的时间,最后收到的消息对于每一个无线传感器网络信息来源如SR数据包的延迟。无线传感器网络源发送方发送的活跃,SR报告不仅提供了数据接收端系统的质量反馈信息接收者(服务器RR消息一样),但也提供了该中心(同步源)标识符,国家结核控制规划视频网络来源,RTP时间戳,发送的数据包数量,发送的字节数,并在表的信息1。
如果我们按顺序发送每个符号,这些符号块内的顺序发送,发送和块的顺序在ADU的头寸。数据传输在这个时间表。
它具有以下特点:由于符号传播的连续性,当发生连续丢包时,一个或多个连续的符号可能会丢失,这将导致阻塞的情况不能恢复在接收端。每个成员参与会议定期发送一个媒体服务器包,和每个站点可以估计或计算相应成员参与会话的数量,以便及时调整量的实时控制信息,这样的控制信息和媒体流量可以达到一个平衡(在多媒体会议、控制信息的数量通常是大约5%的媒体流量)。
3.2。多媒体教室区域感知
在远程多媒体课堂教学活动中,在正常情况下,一个老师讲课和几个学生听。老师的讲座过程实时传播给学生通过网络传输,以满足教学活动的需要。在多媒体网络课堂教学系统、多媒体数据的传输是一种点对多点传输模式。多媒体网络教室的教学内容由通过现场实时发送服务器。
为了保证传输的可靠性,RF应该尽可能高。然而,如果RF太高,接收器将收到过多的冗余信息,降低接收机的效率当收到足够的符号恢复原来的块。
属于块符号收到后将作为无用的数据包被丢弃。我们可以找到一个合适的射频值根据丢包率的媒体网络。让RL网络丢包率,在接收端,为了获得足够的符号传播一轮复苏。
可靠的传输层图1发送方首先接收到的数据单元(ADU)应用程序层,并将它提交给联邦选举委员会模块分割(反汇编的数据,将ADU划分为多个数据块适合编码)和冗余编码。为了提高传输的可靠性和提高效率的接待,在发送数据之前,我们还需要安排发送序列的数据(数据调度),发送指定利率根据预定的序列。在接收端,接收的数据是被选举委员会的解码和组装(数据组装),最后,原始的数据块,即ADU,恢复和提交给应用程序层进行处理。可靠的传输层主要包括两个模块:选举委员会的模块和数据调度。
3.3。随机分布的课堂教育教学
课堂教育教学跟踪系统获得相机的位置参数并将其传输到图形工作站,和图形工作站使用这个来生成多媒体网络场景的不同部位或不同的多媒体网络场景,从而达到匹配的影响信息和多媒体网络视频直播现场。路由节点的路由问题只是从利益最大化的角度考虑节点和路径。由于节点与大好处更有可能被选为路由节点,他们更有可能失败由于能源枯竭,导致可怜的网络连接。考虑到网络节点的能量分布,节点度和公式重新定义节点收益函数如下。所有控制层代码保存在grails / app / controller目录。
在用户的接收端,中间层插入和TCP / IP协议栈之间的NDIS(网络驱动程序接口规范)接口。有条件访问底层数据包在这中间驱动程序层完成。的NDIS网络接口规范,和Windows使用NDIS函数库实现的NDIS接口。前端服务调度单元优化和调度资源,形成推进时间表,和广播控制单元形式的当前任务列表每个发送设备根据推动计划和课堂形式导航信息;导航信息传送发射机的导航信息,发送,服务器发送到客户端,然后客户端可以获得课堂生活服务信息根据信息,以便接收服务相应的时间和信息通道。
课堂信息导航的导航信息包括一组生活类,每个导航信息对应一个生活课堂教学过程,或每个导航信息代表一个生活类会话和描述每个课堂生活的服务信息。
因为在数字视频数据的传输2实现RTP /服务器协议和实时数据传输协议RTP媒体服务器实现了基于UDP,多媒体数据包的路径从老师的学生的结束可能不同,而且花费的时间可能会有所不同。这样,一些数据会提前到达,一些数据将会迟到。由于多媒体网络课堂教学系统的实时要求,后期数据报必须丢弃。丢包处理模块负责判断数据包是否迟了。如果是后期,数据包就会被丢弃,相应的错误隐藏策略实现来弥补造成的短暂停丢弃数据包。
3.4。无线传感器网络的延迟分析
老师边是编码的视频数据层,和视频传输模块将它发送到无线传感器网络视频通过不同的无线传感器网络多播骨干网络视频多播地址。传输调度策略选择一个或多个有效路径发送多媒体数据;如果没有有效的路径信息保存到目标节点的路由表中源节点,源节点发现所有邻居节点通过你的邻居发现算法。为了解决延迟抖动的问题,设计一个视频网络来源。因为可能有多个线程使用一个视频网络源同时,必须执行一个互斥操作视频网络来源。
在数据合成、视频网络源同步技术用于同步视频教学网站教学上与老师的操作电脑或更换电子讲义。视频网络源同步技术是用于添加一个统一的视频网络源或时间码每两个不同的媒体数据流单元,和信息单位相同的视频网络来源将会显示在同一时间。当发送,每个媒体按时间顺序分为单位,每个单位被标识为一个时间戳在同一时间轴,在同一时间戳和各媒体单位具有相同的视频网络来源。每个媒体到达终点站后,媒体单位相同的视频同时显示网络信息来源,从而获得在媒体间同步的效果如图3。
教师终端的设计主要包括视频信息采集、编码和无线传感器网络视频多播传输。
视频数据被发送到无线传感器网络视频通过不同的无线传感器网络多播骨干网络视频多播地址。而视频信息采集模块实现视频信息的收集,它可以调整视频,包括颜色调整和视频大小调整。权衡因子t增加时,可以获得更好的传输视频质量,但网络的生命周期是相对减少;当权衡的因素减少,结果正好相反。同时,仿真结果也表明,相对于单一路径的情况下,传输视频质量和网络寿命显著提高在多路径的情况。
4所示。无线传感器网络视频监控系统建设5 g通信网络
4.1。5 g通信网络阶级部署
视频数据接收模块选择和接收数据相应的无线传感器网络视频多播组根据当前5 g通信网络条件。与此同时,视频数据接收模块负责处理包丢失的问题,排序和延迟抖动和负责数据不同的多播组之间的同步。视频接收模块后恢复时间序列生成的视频数据在发送端,DirectShow的技术用于实现视频数据的回放。
如果我们按顺序发送每个符号,这些符号块内的顺序发送,发送和块的顺序在ADU的头寸。数据传输在这个时间表。它具有以下特点:由于符号传播的连续性,当发生连续的包丢失时,可以将一个或几个街区的象征,这将导致形势块不能在接收端恢复,影响数据传输的可靠性。
5 g通信网络采集机配备了编码软件的音频和视频信息的实时采集。教师终端主要负责捕捉老师的电脑屏幕上。通过安装老师对老师的教学机器的终端软件,它收集老师的课件,压缩了老师的屏幕上,并将其上传音频和视频采集终端。音频和视频采集终端收集的音频和视频信息通过捕捉卡相机,然后混合压缩与老师的屏幕数据传输终端,将其保存为WMV文件,和广播教室信息生活。转发服务器是一个流媒体服务器安装与媒体服务,可以建立在表的发布点2将流媒体转发大量用户观看。
因为Windows媒体SDK没有捕获功能开发的音频和视频捕捉DirectShow的SDK,捕捉过滤器的DirectShow的链接使用提供的捕获过滤系统,和转换过滤器使用微软提供的Windows媒体9编码器压缩数据。在桌面的图像集合,老师边是屏幕截图每5秒钟,然后发送到采集机照片流和插入音频和视频流。以来的节点的生命能量耗尽网络作为生活的网络,最大化网络的生命是最大化的生活节点与网络中最小的生命,和无线传感器网络的寿命可以表示为以下。
4.2。分析多媒体教学控制的课堂教育
视频采集模块使用多媒体教室的功能,教育和教学体系设置视频采集参数(压缩类型、采样频率、单点深度,通道的数量,等等)。之后,从该函数调用的函数,并将收集到的数据作为参数传递给函数。建立了b型感知模型如下:由five-tuple表示( ),在哪里代表了多媒体节点位置坐标;代表了传感半径;广场是节点的传感方向,可以取任何值(0 - 360),和节点可以放置后旋转;代表了多媒体的视角抵消节点,也就是说,一般的视角;和代表了延迟,时间节点感知整个可能的感知区域旋转。
当节点的数量很小,节点的旋转速度可以调节的执行算法,它可以满足一个特定的单位时间的需求覆盖;当节点的数量很大,在图的执行算法4可以关闭大量冗余节点。
的实时交互,DirectShow的SDK方法最初是用于编程,但当一个程序开发SDK使用过滤系统的代码,客户未必所需的滤波器由于版本和客户端安装选择。通常,学习网络优化问题的步骤可以分为问题公式化,建立优化模型,优化模型求解得到最优解,仿真验证算法性能的解决方案。
此外,DirectShow的SDK属于组件编程,适用于将应用程序移植到网页ActiveX插件。ActiveX本身也是组件编程;双方的类工厂将导致程序异常退出由于冲突,所以他们不得不放弃DirectShow的SDK开发和采取其他开发方法。
4.3。摘要:目标跟踪节点
数据接收端接收到的所有数据来自同一视频网络来源。对于音频和视频数据,视频网络来源与使用一种自适应大小。如果网络是光滑的(几乎没有包丢失),减少视频网络来源。当一个活动节点需要发送多媒体数据与QoS保证需求到目的节点,源节点首先查询自己的路由表。如果路由表包含有效的QoS路由信息到目标节点,源节点可以做到。邻居节点的用不同的颜色代表不同的路径,把它们变成up-hop节点。例如,视频网络来源的最大数量,可以增加视频15和视频30(如果30帧视频帧速率,年代,和视频帧速率是30 W / s),最大的视频延迟 秒,最大的视频延迟 第二。最大的音频和视频异步时差 。
服务器的CPU是英特尔i3处理器,4 G内存,和所需的操作系统是Ubuntu服务器,配置了FreeSwitch, Red5, Tomcat和其他相关的服务器软件。电脑客户端,用户可以自由选择视频分辨率,而Android平板电脑用户将自动打开不同的决议根据网络的质量。平均每个视频占用的带宽是40 kb / s;每个视频占用的带宽是大约20 kb / s,和其他应用程序基本上不占用带宽。在实际的课堂中,只有老师打开视频,同时,系统只允许一个人说话。这样,当参与者在教室里的数量是30,上游服务器的带宽 千字节/秒,13.920 Mbit / s;150路由器,它可以支持10类同时使用。
在无线多媒体传感器网络,网络的确定性覆盖不同的无线全向传感器网络由于方向性和rotatability的节点图5。研究的主要目标的确定性部署无线多媒体传感器网络是使用尽可能少的节点来实现尽可能高的覆盖率。它分解成一系列简单而容易解决的子问题,每个子问题,然后解决独立使用梯度(次梯度)算法。最后,高层主要问题意识到这些子问题之间的协调调度通过某些形式参数传递。
5。无线传感器网络的应用和分析5 g通信网络视频监控系统
5.1。5 g通信网络设备覆盖率数据
在5 g通信网络部署模式中,如果夹角就是7整除,那么就没有重叠组合成一个圆,否则,将形成一个覆盖重叠由于冗余圈时角的总和。这些覆盖重叠平均每个节点,从而简化了整个目标区域的部署问题为了找到一个部署方法,使得节点。
通过引入无线传感器网络延迟因素来平衡两者的相对重要性,映射参数确保了两个在同一个数量级。在模型的约束,干扰之间的链接,链接的约束能力,节点能量消耗的约束。然后,由拉格朗日对偶分解,解决原始问题改进的双次梯度算法。
系统使用LDAP(轻量级目录访问协议)来管理用户资源以统一的方式。通过改善和访问控制的授权机制图6,系统可以控制到字段级别的用户访问权限来确保用户只能访问应用程序系统和相关信息的权利。因此,原始优化问题可以分解成几个子问题在低级别,和对偶分解主要问题负责更新双变量可以获得高水平。事实上,它是将原优化问题的解决方案转换成其对偶问题的解。
选举委员会是损失的编码复苏。原始数据通过数学运算关系图编码7和一些编码的数据与原始数据生成有关。这些数据可以恢复,没有收到所有的原始数据。失去了原来的数据块的输出。在接收端,即使包丢失发生在接收过程中,只要任何一个的符号,可以恢复原来的块通过相应的选举委员会的解码算法。
5.2。仿真的基础教育教学多媒体教室
本章模拟目标监测节点的控制算法。为了简化实验中,假设传感器是同构的,和传感器节点的传感半径60 m,传感领域的角度 ,特定的区域 ,和节点的数量 。后随机目标进入监控区域,随机移动在该地区,直到它离开该地区。算法的执行结果所示,覆盖率的边界在哪里 %和传感器节点的唤醒的情况表明,随机移动,离开从点目标后进入该地区随机,圆面积代表可能唤醒节点的感应区域,目标运动轨迹曲线,和目标轨迹覆盖率是100%,和唤醒节点最少,所以目标进入监控区域和随机移动,最后离开区域要监视的概率 %。
在设计,学生、教师和学校管理人员从用户类继承。除了基本信息,其他信息图8存储在UserDetail类。班会与相应的类,属于类,这样每个学生和老师可以看到相应的类信息。没有窗户的控制加速应用程序的显示和可以包含透明和不规则的控制。当某一路径上节点负载太大,视觉传感器节点可以用更少的负载优先选择其他路径进行数据传输,从而平衡传输网络中负载的能量损失,使视觉传感器节点在整个无线传感器网络往往更高,延长整个网络的寿命。
5.3。示例应用程序和分析
无线传感器网络传输的拥塞控制是实现通过发送数据包在多个酒精度无线传感器网络视频多播地址,和属于每个传输对象多播数据包到四个无线传感器网络视频多播地址在发送端。以不同的速率发送地址,接收方可能加入几个无线传感器网络视频多播组的四个无线传感器网络视频多播组在同一时间和接收数据包。发件人添加拥塞控制信号传输数据包,从而指导接收者如何根据网络情况改变接收行为率调整接收率。
在目标监测节点的控制和管理,我们希望使用尽可能少的节点完成监测任务;也就是说,我们希望目标轨迹监控每个节点图9只要是可能的。因此,在可能的增长领域的监控轨迹,我们希望下一个传感节点是远离结尽可能的,所以发现目标轨迹的长度最长的,而且没有报道。此外,负载平衡可以调节视频流传输网络中,这样的数据流量拥挤的无线连接可以被转移到一个相对闲置的无线连接传输,从而减少视频流的传输延迟,确保无线连接。实时视频流在传感器网络的性质。
本系统采用SIP这两个同时传输协议。呼叫控制图10、使用的SIP请求基于TCP的传输控制,基于UDP数据流是SIP。它可以从响应的SIP的描述,在描述的通过,作为一个调用请求,这条线表明,底层传输协议SIP TCP。当节点的传感角小于1.2566弧度,平均重叠节点的无线传感器网络延迟域平铺的方式小,和完整的报道可以实现用更少的节点,所以平铺的部署模式应该被选中。延迟领域小,圆形的部署方法应该被选中;当节点的传感角等于60度到72度,两个部署方法重叠的节点的无线传感器网络具有相同的平均延迟字段。用于覆盖节点的数目是一样的。通过添加一个多路径传输方案,该模型解决了早期能源枯竭的问题单路径传输的一些视觉传感器节点和无线链接是拥挤而其他链接是空闲的,所以网络传输负载平衡,网络生活是缩短,减少了传输延迟。
6。结论
在5 g通信网络传输方面,根据“一对多”的特点,多媒体网络教学模式的课堂教学系统,本文采用无线传感器网络视频多播技术实现多媒体课堂教学视频数据的传输。与单播和广播相比,无线传感器网络视频多播可以大大降低骨干网络的负载实现一对多的传播时,在应用程序中,这种优势更加明显较大量的传输数据。因此,无线传感器网络视频多播技术特别适合视频等多媒体数据的传输。在应用程序层,RTP /服务器协议用于多媒体数据传输和视频网络源代码控制。延迟和nondelay传感网络,分析了网络监控功能,和密度传感器网络中(传感器的数量单位的无线传感器网络延迟域),目标的路径长度经过网络和节点感知半径所有感知的影响方向和路径覆盖节点旋转速度,所以当目标网络遍历,可以引导员工部署相应的节点来实现预期的路径覆盖。仿真结果不仅验证了算法收敛性能的解决方案,但也显示,这两个目标效用函数传输视频质量和网络的生命周期变化的无线传感器网络延迟的变化因素。当无线传感器网络延迟的因素增加,可以获得更好的传输视频质量,但网络的生命周期是相对减少;当无线传感器网络延迟的因素减少,结果正好相反。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称他们没有竞争的经济利益或个人关系可能出现影响工作报告。
确认
这部分工作是支持由苏州大学的学校科研平台(2021 xjpt51),省级工业大学(2021 cyxy069),自然科学研究重点项目安徽省教育部(KJ2021A1110),学校级别苏州大学工业学院(szxy2021cxxy04)和新工程试点项目(szxy2018xgk05)。