1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可廣泛應(yīng)用于軍事、建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價值。將傳感器節(jié)點采集的環(huán)境數(shù)據(jù)傳送到Sink節(jié)點，并由網(wǎng)絡(luò)用戶進行分析處理，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)之一。因此保障采集數(shù)據(jù)的完整性和準確性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要Qos需求。
　　 然而，監(jiān)控環(huán)境的惡劣、信道的不穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)擁塞等因素，使數(shù)據(jù)的感知和傳輸質(zhì)量大大下降，導致無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有感知能力和傳輸能力不對稱的特性。感知和傳輸能力不對稱

2、主要表現(xiàn)在兩個方面，第一，普通無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感應(yīng)器主要采集易于傳輸?shù)墓鈴?、溫度等標量信息，但是感?yīng)器長期暴露在惡劣環(huán)境中易發(fā)生故障；第二，隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，多媒體傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)更加精細，但是大量的多媒體數(shù)據(jù)難以在低速率的無線通信設(shè)備中可靠傳輸。
　　 本文針對上述“傳感失諧”特性，圍繞傳感器網(wǎng)絡(luò)的容錯機制展開研究，主要工作如下：
　　 (1)研究傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點感應(yīng)器失效的容錯問題，提出一種基于點割集的感應(yīng)失效

3、節(jié)點容錯算法。算法基于數(shù)據(jù)空間相關(guān)模型建立節(jié)點的數(shù)據(jù)強相關(guān)圖，依據(jù)強相關(guān)圖篩選出與失效節(jié)點具有高度相關(guān)性的點割集；利用無線通信的廣播特性，失效節(jié)點采用無線偵聽和路由轉(zhuǎn)發(fā)得到的點割集節(jié)點觀測量，對失效點觀測盲區(qū)進行正交估值?；邳c割集的感應(yīng)失效節(jié)點容錯算法不僅可以修復網(wǎng)絡(luò)的觀測盲區(qū)，同時可以利用失效節(jié)點的剩余能量保持網(wǎng)絡(luò)連通度。
　　 (2)探討了不規(guī)則感知模型下的感應(yīng)器失效節(jié)點容錯問題，提出了基于不規(guī)則感知模型的感應(yīng)失效節(jié)點容錯

4、算法。算法結(jié)合節(jié)點的地理位置信息和數(shù)據(jù)相關(guān)性對失效節(jié)點的鄰居進行分類，然后采用分布式凸包判定算法勾勒出感知模型的邊界。根據(jù)感知邊界篩選出可以進行估值的鄰居節(jié)點觀測量?；诓灰?guī)則感知模型的感應(yīng)失效節(jié)點容錯算法可以在復雜的地理環(huán)境下對觀測盲區(qū)進行精確的修復，使用戶對觀測區(qū)域的全局信息做出更準確的分析。
　　 (3)針對丟包環(huán)境下視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率不高的問題，提出了基于散度模型的協(xié)作式圖像壓縮算法。算法基于熱擴散模型，采用了二值

5、量化壓縮算法，每個節(jié)點采集灰度圖像的像素值可用1比特表示，使視覺傳感器節(jié)點減少了圖像數(shù)據(jù)量。接著利用視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作特性，提出了基于簇結(jié)構(gòu)的正交擴展傳輸機制，正交擴展生成圖像的每字節(jié)信息量可由簇內(nèi)節(jié)點的二值量化圖像進行均分，降低了圖像傳輸時的錯誤敏感度。
　　 (4)由于視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常出現(xiàn)集中式連續(xù)丟包，致使所傳輸圖像破損面積過大，Sink節(jié)點難以對圖像進行修復，我們提出網(wǎng)絡(luò)能耗均衡的圖像交織傳輸算法以解決該問題。交織算

6、法可以有效地將圖像中連續(xù)破損的像素分散到圖像中各個像素子塊中，提高圖像的錯誤消隱效果。但是過大的交織器意味著節(jié)點需要傳輸更多的數(shù)據(jù)。因此基于視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)的二維觀測模型，結(jié)合已有的圖像融合技術(shù)，EAPI算法通過選取融合后的圖像塊，平衡了網(wǎng)絡(luò)能耗和交織器的丟包分散性能。
　　 (5)結(jié)合以上的研究工作基礎(chǔ)，本文設(shè)計了一個視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸原型系統(tǒng)。系統(tǒng)基于XBOW公司生產(chǎn)的iMote2節(jié)點硬件平臺，采用嵌入式Linux進行開發(fā)