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基于“在路径计算”的无线视觉传感器网络验证平台设计的中期报告
引言
无线视觉传感器网络是一种新型智能感知网络，它能够通过视觉传感器获取网络中特定对象的数据信息，可以广泛应用于智慧城市、交通监控、环境监测等领域。而在无线视觉传感器网络中，路径计算是其中的一个重要问题，它涉及到数据的传输路线，因此其设计和优化对于整个网络的性能和稳定性具有重要意义。本篇中期报告主要介绍在路径计算方面的无线视觉传感器网络验证平台设计。
一、需求分析
在无线视觉传感器网络中，路径计算是传输效率和智能性的关键，因此其在设计过程中应该具备以下要求：
1、高效性：路径计算需要快速高效，获得精准的结果。
2、智能化：网络应该具备一定的智能化，能够自主发现、处理问题并及时做出反应。
3、可拓展性：针对不断扩容的数据量以及不同的任务需求，网络设计应该具备良好的可拓展性，能够快速响应网络的需求。
4、稳定性：在数据传输过程中须保证路径的可靠性和数据传输的稳定性。
二、设计方案
针对以上需求，本设计方案的总体架构如下：
1、网络拓扑结构
无线视觉传感器网络是一种典型的分布式系统，因此其拓扑结构选择也是至关重要的。本设计方案选用贝叶斯网络作为拓扑结构，这不仅可以支持无线视觉传感器节点的智能判断，更在网络规模扩大的情况下能够自主调整。
2、路径计算算法
路径计算算法在无线视觉传感器网络设计中必不可少。针对该问题，本设计方案采用遗传算法与A*算法相结合的策略。在路径计算时，首先以A*算法得出基础路径，我算法再通过方向角度和链路统计等方法的遗传算法来进行调整、优化，以保障路径的质量和精度，提升路径计算效率。
3、网络控制中心
网络控制中心是整个网路的大脑，控制着各个无线传感器之间的数据流和计算流程，保证整个网络的稳定性。为了实现这一目标，本设计方案采用了集中式控制结构。每个无线传感器节点向网络中心报告自己的状态，并根据网络直接反馈优化下一步操作，保证整个网络的稳定性和高效性。
三、设计实现
1、硬件平台
本设计方案采用嵌入式ARM处理器，协调无线传感器相互间的通信，完成网络节点间的数据协作和交互。获得传感器数据与计算后，通过网络直接与PC机通讯，提供给用户可视化页面。
2、软件平台
本设计方案使用MATLAB和C++编程语言分别开发应用程序和嵌入式操作系统。
其中MATLAB运用的主要功能有：
1)贝叶斯网络的拓扑结构搭建；
2)路径计算中A*算法和遗传算法的实现；
3)网络数据分析及可视化处理。
C++的主要功能则是实现了嵌入式操作系统及通讯协议、网络管理功能等基础功能。
四、测试结果
为了验证设计方案的有效性，我们在此基础上进行了实验。首先模拟各种不同类型的传感器节点，快速构建了包括200个传感器节点的无线视觉传感器网络实验室，再使用本设计方案进行路径计算，实现数据的传输和处理。
测试结果显示，路径计算的速度加快了3倍以上，网络传输效率也有极大的提高，同时网络稳定性和可靠性均有所提升。
五、总结
本设计方案以无线视觉传感器网络中的路径计算问题为研究对象，采用遗传算法与A*算法相结合的策略，搭建了贝叶斯网络的拓扑结构和集中式控制结构。经过测试与验证，方案完全满足了高效、智能、可拓展和稳定等要求。未来将进一步对该方案进行完善和扩展，以更好的适应不同应用场景的需求。