基于ZigBee的视频传输技术及其应用研究

论文摘要

随着视频传输技术的迅速发展,无线视频传输系统的应用以极强的渗透力进入人类生活的各个领域。ZigBee协议作为一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线网络技术,目前已经在各个领域得到了广泛应用。将ZigBee协议应用到视频传输领域成为了目前的一个研究热点。本文通过对ZigBee网络技术的研究,着重分析ZigBee网络中的设备、网络拓扑以及ZigBee视频传输对数据压缩的要求和MPEG-4在无线传输中的优势。在改进Evalvid视频传输系统的基础上基于NS2网络仿真工具设计并实现了ZigBee视频传输网络仿真平台,并利用这一平台对视频数据在ZigBee网络中的传输进行了仿真,然后对其传输效果进行了分析研究。根据对ZigBee视频传输网络的仿真结果分析,发现单纯依靠ZigBee网络进行视频传输是不能满足实际应用的,视频仿真结果中峰值信噪比较低、封包丢失率较高,生成的画面质量较差。因此,本文结合多射频多信道技术和多描述编码技术,对ZigBee视频传输网络进行了改进。仿真结果显示,改进模型显著提高了视频传输质量和网络鲁棒性能。本文最后给出了一个ZigBee视频传输技术的应用实例。首先分析概括了ZigBee智能公交监控网络功能需求,然后根据ZigBee视频传输特性和智能公交监控要求给出了一个ZigBee智能公交监控系统的网络拓扑,并给出了系统分析和硬件框架,最后简要介绍ZigBee监控节点的设计以及所需要的硬件芯片。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 视频传输技术概述
• 1.2 无线视频传输技术
• 1.2.1 无线视频传输技术基本原理
• 1.2.2 无线视频传输的主要特点
• 1.3 本课题的研究背景和意义
• 1.3.1 课题的研究背景
• 1.3.2 课题的研究意义
• 1.4 论文的主要内容
• 第2章 ZigBee传输技术理论基础
• 2.1 ZigBee技术概述
• 2.2 ZigBee网络技术
• 2.2.1 ZigBee网络配置
• 2.2.2 ZigBee网络架构
• 2.3 ZigBee视频传输的数据压缩
• 2.3.1 ZigBee视频压缩要求
• 2.3.2 MPEG-4无线传输优势
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于MPEG-4的ZigBee网络传输技术研究
• 3.1 ZigBee协议在NS-2中的实现
• 3.1.1 NS-2中ZigBee物理层实现
• 3.1.2 NS-2中ZigBee媒体访问控制层实现
• 3.2 ZigBee视频传输网络仿真模型的建立
• 3.2.1 ZigBee视频传输网络仿真总体模型
• 3.2.2 ZigBee视频传输网络性能分析子模型
• 3.3 ZigBee视频传输网络仿真流程及性能分析
• 3.3.1 ZigBee视频传输网络仿真流程
• 3.3.2 ZigBee视频传输网络性能分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 ZigBee网络视频传输QoS研究
• 4.1 ZigBee视频传输中存在的问题
• 4.1.1 隐藏终端与暴露终端问题
• 4.1.2 网络吞吐量问题
• 4.2 一种基于多射频多信道/MDC的网络改进方法研究
• 4.2.1 多射频多信道无线网络设计
• 4.2.2 多描述编码（MDC）模型设计
• 4.3 基于多射频多信道/MDC改进方法的仿真模型
• 4.3.1 多射频多信道ZigBee节点模型
• 4.3.2 改进的ZigBee视频传输网络仿真模型
• 4.4 改进模型的网络仿真及性能分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 ZigBee视频传输技术在智能公交中的应用研究
• 5.1 ZigBee智能公交监控系统分析
• 5.1.1 系统功能分析
• 5.1.2 系统网络架构
• 5.2 ZigBee视频监控节点总体设计
• 5.2.1 视频处理模块芯片的选择
• 5.2.2 ZigBee无线模块芯片选择
• 5.2.3 ZigBee监控节点原理框图
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录B 攻读学位期间参与的科研项目