物联网环境下基于传感方向引导的节点协同工作方法

摘要

基于传感方向引导的无线多媒体传感节点协同工作处理方法，主要涉及了多媒体传感器网络中一种目标监控的有效实现方法，该方法基于本发明提出的传感节点感知半径理论与视频传感模型，与实际应用相结合，并根据不同的应用场景提出了群体与单体两种工作模式来满足实际不同的监控需求。从理论与实际两个角度来阐述了无线多媒体传感器网络中方向引导方法，结合自身的易于操控、简洁高效、节约成本、低开销能耗以及高灵活性等特点，为无线多媒体传感器网络在监控领域的应用提出了建设性意见。

权利要求

1.一种物联网环境下基于传感方向引导的节点协同工作方法，其特征在于该方法包括的步骤如下：

步骤1)视频传感节点感知半径：使用清晰感知半径与模糊感知半径来定性衡量视频传感器的感知范围，在各自的感知范围内具有可区别的感知特性；即在清晰感知半径内，视频传感节点可以清晰地识别出进入感知区域的物体，足够满足用户对于环境监测的需求，并可以对一般的进入感知范围内的物体做出反应；在模糊感知半径内，可以对作为特殊的视频事件的强光源做出反应；

步骤2)视频事件感应模型：远处设置一个强光源，该光源所在位置处于视频传感器的模糊感知半径范围内；在某一离散时刻，视频传感节点的传感方向向量与原点到光源连线的方向向量之间的夹角取值落在[- 感知区域视角/2，感知区域视角/2]值域范围内时满足上述设置情形；

步骤3)视频事件感应模型的应用：进入快照工作模式后，视频传感节点首先采样单帧环境视频数据，并对当前采样的单帧视频数据遍历扫描；在识别出视频事件以后，计算该视频事件在当前单帧视频数据中的矫正平均列值，以供后续步骤操作使用，而无论视频事件在视频传感节点的清晰感知半径范围内还是模糊感知半径范围内，都可以利用感应模型的原理来实现对采样的单帧视频数据遍历扫描的方式来识别出视频事件；

步骤4)无线多媒体传感器网络中的视频传感器方向引导：方向引导方法的目的是为了使得视频传感节点的传感方向朝向被测物体或待测固定区域；经过方向引导后，使得视频事件与传感节点的连线与传感节点的传感方向向量之间的夹角值域在[-感知区域视角/2，感知区域视角/2]范围内，并且尽可能地缩小夹角以到达更优的监控效果；

步骤5)视频与音频传感器配对协同方法：由全网中数量较少而且单位时间能耗较低的音频传感节点来主动发起配对协同工作的申请，由一个音频传感节点与一个视频传感节点配对协同完成环境监控；

步骤6)适应变化的工作模式：在不同规模的应用场景下可以采用不同的工作模式，即群体与单体两种针对不同监控范围与监控需求的工作模式；群体工作模式如步骤5)描述的方法，由一个音频传感节点驱动一个视频传感节点协同采样环境多媒体信息，通过一对一的配对来实现区域监控；单体工作模式的特殊之处在于，由单个音频传感节点驱动建立起工作小区，在该工作小区内的其他多个视频传感节点联动工作采样环境多媒体数据信息，以满足更为精确的适用于较小范围内的区域监控或目标物体的多角度高精度的监控需求。

说明书

物联网环境下基于传感方向引导的节点协同工作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及在物联网核心技术的传感器领域中无线多媒体视频传感器网络节点传感方向的引导以及各个传感器节点间协同工作的处理方法，属于嵌入式开发与物联网技术的交叉领域。

背景技术

[0002] 物联网(The Internet of things)是通过射频识别(RFID)与红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的两大核心技术即为射频识别技术以及传感器网络技术。

[0003] 无线传感器网络(WSNs)作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物，是一种全新的信息获取和处理技术，同时也是构成物联网的主要核心技术。它综合了嵌入式系统、无线通讯、微电子等前沿技术，不仅在工业、农业、军事、环境等传统领域有着巨大的运用价值，在许多新兴领域也体现出其优越性，如智能楼宇医疗监护家用、医疗保健、交通等领域。

[0004] 随着应用的不断深入，用户对于无线传感器网络感知环境数据能力的需求也不断增大，于是多媒体信息被引入了传感器网络，随之而产生的无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks简称WMSNs)无论在工作方式还是数据处理方法上都对传统的无线传感器网络产生了很大的冲击。

[0005] 传统的无线传感器节点之上加载的各类传感器属于全向传感器，即该类传感器对于环境信息的感知没有方向性，只需要将节点部署在监测区域内后就可以随时采样环境信息，常见的有温度、光度、湿度等传感器。对于音频传感器，在节点部署完毕后，不需要对节点上加载的传感器的传感方向进行调整就可以进行周围环境的音频信息的实时采样，因此音频传感器在工作方式上属于全向传感器；与之相反，视频传感器本身具有有限的感知区域视角，同时通过学习国外诸多文献中基于视频传感器提出的方向感知模型可以知道，视频传感器的有效感知区域为以传感器自身为圆心的扇形区域，其感知方向可以用以圆心为起点沿着扇形对角线方向向外的射线来表示，并可以绕圆心任意旋转，因此视频传感器在工作方式上属于非全向传感器。

[0006] 在一个实际的应用中，为了满足高精度环境监测的需求，通过单纯的设置视频传感器或只设置音频传感器来实现对监测物体或区域的监控是达不到所需的最佳效果的，在该种情况下势必需要同时获取监测对象或区域的视频与音频信息才能满足监控所需的最佳效果。在一个网络中，同时存在全向传感器与非全向传感器的情况下，如何有效的利用网络资源，并尽可能的减小系统能耗而达到对目标物体或环境更有效的监控的目的成为了现今研究的热点，也为混合工作方式的多媒体传感器网络提出了新的要求。

[0007] 在现有的诸多研究成果中通常引入虚拟力的概念来实现对视频传感器传感方向角的定性的调整，也有运用Voronoi图的方法来实现方向性的定量调整。

[0008] 发明人在研究过程中发现上述两种针对无线多媒体传感器节点的传感方向调整方案都存在一定不足：前者是完全基于一种不存在的虚拟势场，并将微观粒子间的受力引入到传感器节点之间，如此基于虚拟假设前提的复杂受力分析势必存在很大程度的偏差而且在实际应用中很难实现；后者利用相邻两个节点中垂线组成的分割路径作为方向来调整区域内各个传感器节点的传感方向，各个节点的调整方向受到初始位置影响很大，有很大的随机性，同样基于假设的前提可实现性很低。

发明内容

[0009] 技术问题：本发明的目的是针对现有物联网节点工作处理机制中存在的不足与缺陷，提供一种全向传感器与非全向传感器混合的物联网环境下基于传感方向引导的节点协同工作方法，该方法分为视频传感器节点的方向引导方法与视频传感器和音频传感器节点间配对协同工作的方法。该方法能够有效减小网络开销与负载，低成本、易于实现同时尽可能地节约网络中节点的能耗，使得各个节点能很好地适应网络节点异构性的需求，更为协调地完成各自的功能与任务。

[0010] 技术方案：由于传感器网络节点自身的特性，各类节点的处理能力、存储容量等存在较大的差异，将多媒体节点功能细分，以充分适应异构性的需求，应尽可能地将多媒体传感器节点划分为多类具有不同功能的节点，以避免单个节点因工作量过大而导致传送误码率与单位能耗的增加。从短期利益来看，虽然集成有多种功能的节点可以同时满足用户所需的多种需求，但从长远利益来看，投放于监测区域的该类节点就会因为单体成本高加上能耗大导致的使用周期短而造成网络资源与硬件节点资源的严重浪费，加之多媒体信息自身数据量庞大，在传输时同比其他传感数据占用更多的带宽，同时又要求尽可能短的时延，所以在实际中将视频与音频功能细分，设计为视频传感器节点与音频传感器节点，分别完成视频与音频数据的采集与传输更为合理。

[0011] 在无线多媒体传感器网络中各类多媒体传感器节点自组织建簇，采用层次型拓扑结构控制，同时适合小规模与大规模的网络部署。通过一定算法选择簇头，由各个簇头节点构成一个互联的网络来负责数据的路由转发。簇头节点对其临近区域内的其他工作节点进行管辖，并根据剩余能量的多少动态更换簇头节点。

[0012] 本发明提出一种无线多媒体传感器网络中基于传感方向引导的无线多媒体传感节点协同工作处理方法，包括以下步骤：

[0013] 步骤1)视频传感节点感知半径：使用清晰感知半径与模糊感知半径来定性衡量视频传感器的感知范围，在各自的感知范围内具有可区别的感知特性；即在清晰感知半径内，视频传感节点可以清晰地识别出进入感知区域的物体，足够满足用户对于环境监测的需求，并可以对一般的进入感知范围内的物体做出反应；在模糊感知半径内，可以对强光源等特殊的“视频事件”做出反应；

[0014] 步骤2)视频事件感应模型：远处设置一个强光源，该光源所在位置处于视频传感器的模糊感知半径范围内；在某一离散时刻，视频传感节点的传感方向向量与原点到光源连线的方向向量之间的夹角取值落在[-感知区域视角/2，感知区域视角/2]值域范围内时满足上述设置情形；

[0015] 步骤3)视频事件感应模型的应用：进入快照工作模式后，视频传感节点首先采样单帧环境视频数据，并对当前采样的单帧视频数据遍历扫描；在识别出视频事件以后，计算该视频事件在当前单帧视频数据中的矫正平均列值，以供后续步骤操作使用，而无论视频事件在视频传感节点的清晰感知半径范围内还是模糊感知半径范围内，都可以利用感应模型的原理来实现对采样的单帧视频数据遍历扫描的方式来识别出视频事件；

[0016] 步骤4)无线多媒体传感器网络中的视频传感器方向引导：方向引导方法的目的是为了使得视频传感节点的传感方向朝向被测物体或待测固定区域；经过方向引导后，使得视频事件与传感节点的连线与传感节点的传感方向向量之间的夹角值域在[-感知区域视角/2，感知区域视角/2]范围内，并且尽可能地缩小夹角以到达更优的监控效果；

[0017] 步骤5)视频与音频传感器配对协同方法：由全网中数量较少而且单位时间能耗较低的音频传感节点来主动发起配对协同工作的申请，由一个音频传感节点与一个视频传感节点配对协同完成环境监控；

[0018] 步骤6)适应变化的工作模式：在不同规模的应用场景下可以采用不同的工作模式，即群体与单体两种针对不同监控范围与监控需求的工作模式；群体工作模式类似于步骤5)描述的方法，由一个音频传感节点驱动一个视频传感节点协同采样环境多媒体信息，通过一对一的配对来实现区域监控；单体工作模式的特殊之处在于，由单个音频传感节点驱动建立起工作小区，在该工作小区内的其他多个视频传感节点联动工作采样环境多媒体数据信息，以满足更为精确的适用于较小范围内的区域监控或目标物体的多角度高精度的监控需求。

[0019] 有益效果：本发明与现有的一些无线多媒体传感器网络内节点方向引导与节点间协同工作方案相比有如下几个优点：

[0020] (1)易于操控，简洁高效。从视频传感器节点传感方向的引导上来看，避免了采用复杂的算法以及无法实际应用的虚拟原理方法，切合实际地提出了利用视频事件驱动的方式来引导多媒体视频传感节点的有效感知区域方向。方便根据不同的监测需求随时更换与改变传感区域的方向，整个调整过程方便快捷，符合低时延要求，并有实际的实验及理论基础，具备了切实的可行性保障。从多媒体传感器节点间协同工作方案来看，视频与音频传感节点的配对工作协议易于理解方便实施，给实际无线多媒体传感器网络的监控提出了一种简便易行的动态执行方案。根据网络节点剩余能耗动态选择配对的工作节点，该过程实现了对监测人员的完全透明化，监控终端的执行命令通过无线多媒体传感器网络即时传送，实时接收多媒体传感节点的采样数据信息，不会给监控人员带来任何操作负担。

[0021] (2)节约成本，开销能耗低。在整个视频传感器节点传感方向引导过程中，主要的成本花费为“视频事件”所引起的开销，即每调整一次传感方向就需要在被测物体或固定区域的方位投放一次“视频事件”，同时由监控终端发出的视频调整指令通过整个无线多媒体传感器网络传送至需要调整方位的单个或多个视频传感节点，收到指令后的传感节点开始执行传感方位调整算法。在实际应用中“视频事件”可以为一个简单的点光源，只需满足一定的光源亮度与光源工作时长即可。单个“视频事件”的成本开销可以得到有效的控制。视频与音频传感节点的配对协议实现过程也充分考虑到了节约能耗的需求，同比选择具有最小信号衰减值的节点，即与本地音频节点距离最近的视频节点作为优先配对的对象，能够尽可能降低配对协议传输能耗。

[0022] (3)针对性强，灵活性高。本发明针对特定的监控需求，即对某一特定的被测物体或固定区域实行实时视频与音频监控。对于满足该种监控需求的应用场景，整个传感方向调整的过程可以灵活地适应多媒体传感器网络的动态路由变化。不需要改变多媒体传感节点的位置设置，而只需要改变视频事件的位置即可。视频事件所在方位即为被测物体或固定区域的方位，视频事件的位置可以随着不同的应用而灵活改变，只需要由监控终端发出重新调整传感方位的指令，就可以重新对网络监控目标区域进行迅速定位调整。音频传感节点自适应的选择临近的视频节点配对，在整个动态调整组网的过程中无需用户参与，充分体现了高适应性与高灵活性的特点。

[0023] (4)易于后期处理。多媒体传感节点将采样的多媒体视频与音频信息传送回监控中心后，需要对视频与音频数据合并后在终端播放，对于同一时间采样的视频数据与音频数据信息，具备了较高时间同步性的特点，而这为终端的不同信息流的合并提供前提与可靠保证；本发明中对不同节点采样的多媒体信息在编码时插入节点设备识别号的同时插入采样的时间信息，而各个节点在全网络中的设备识别号又是唯一的，类似于各个传感节点在无线多媒体传感器网络中的MAC地址，通过读取设备识别号与采样时间信息就可以抽取出同一时间对相同被测物体或监测区域监控的视频信息与音频信息。这里需要特别指出的是配对后协同工作的多媒体节点采样的多媒体数据具备相同的采样时间信息，而这为上述方法的可行性提供了基础。

[0024] (5)高监控性能。通过本发明提出的方法，既可以减缓单个节点的工作时的能耗、延长节点生命周期，又可以通过监控终端软件将不同节点采样的对于同一被测物体或固定区域的多媒体视频与音频信息合并后一起播放，实现方法也十分简便易行，从而有效地改善监控效果。

附图说明

[0025] 图1是视频事件传感模型实现流程图；

[0026] 图2是视频传感节点方向引导工作流程图；

[0027] 图3是无线多媒体传感器网络单体工作模式示例图。

具体实施方式

[0028] 本发明采用嵌入式软件与系统软件相结合的设计方法，基于相关硬件设备的支持，描述整个无线多媒体传感器网络中视频传感节点方向引导与多媒体视频及音频传感节点配对协同工作的原理及处理机制。应当明确，以下内容仅仅用来描述本发明而不作为本发明的限制。

[0029] 无线多媒体传感器网络中基于传感方向引导的无线多媒体传感节点协同工作处理方法包括以下步骤：

[0030] 步骤1)分析研究视频传感节点感知半径。

[0031] 视频传感器属于方向传感器的一种，根据视频传感节点实际的特性，将其感知半径量化为两部分，即清晰感知半径与模糊感知半径，在各自的感知范围内其感知能力与强度也有所差异。

[0032] 本发明提出的两种可识别感知半径的概念，可以分为。

[0033] a.清晰感知半径。在此感知半径内视频传感节点可以清晰地辨认出进入感知区域的物体，足够满足用户对于环境监测的需求，并可以对一般的进入感知范围内的物体做出反应，该半径值域范围为[0，R]。一般情况下，R的取值需要根据视频传感节点自身装载的视频传感器的不同性能而定，其值域范围与视频传感器像素值成正比关系。

[0034] b.模糊感知半径。在此感知半径内视频传感节点无法清晰地辨认出进入感知区域的物体，无法满足用户对于环境监测的需求，但可以对特殊的“视频事件”做出反应。光照事件就是此类特殊视频事件的典型代表，该半径值域范围为(R，+∞)。在值域范围内，传感节点的感知能力呈指数级下降趋势，并且对特殊视频事件的响应不会因此受很大的影响。

[0035] 方向传感器的有效感知区域为以节点为圆心，向外扩展的扇形所覆盖的区域，该区域可以绕方向传感节点所在位置任意旋转。 是通过节点所在圆心指向有效传感扇形区域重心位置的单位向量，即代表了方向传感器有效感知区域的方向，用传感方向向量表示。在随机布撒的传感网络中该方向的初始值往往也是随机的，即在[0，2π]内服从均匀分布。通过调整 向量的方向角可以实现改变方向传感节点的有效感知区域。

[0036] 在某一时刻，判断任意一点已经进入方向传感节点的有效感知范围的方法有两条：一是该点到传感节点的距离小于清晰感知半径R；二是该点和传感节点的连线与传感方向向量的夹角小于传感节点自身的感知区域视角的1/2。如果同时满足上述两个条件则可以认为传感节点可以辨认出该点位置上的物体。

[0037] 步骤2)建立视频事件感应模型。

[0038] 基于视频传感节点的感知半径理论，现做如下设置：

[0039] 在原点位置设置有方向传感器(以视频传感器为例)。远处存在一个强光源，。该光源所在位置处于视频传感器的模糊感知半径范围内，即对于视频传感节点而言，无法清晰辨认出光源位置处的目标物体，也无法对光源处的环境进行高清晰度的监测，但是可以辨别出该强光源这一“视频事件”，并对该视频事件做出反应。

[0040] 在某一离散时刻，视频传感节点的传感方向向量与原点到光源连线的方向向量之间的夹角记为 当 的取值落在[-感知区域视角/2，感知区域视角/2]值域范围内时满足上述设置情形。在该种情况下，图像传感节点通过对采样的图像数据扫描处理，来判断出强光源在当前扫描图像中的位置。本发明提出较为简便易行而且低算法复杂度的基于平均列值信息的视频事件搜索算法，将会在步骤3中详细阐述。

[0041] 当然正常情况下，在清晰感知半径内视频传感节点同样可以有效地辨别出“视频事件”。这里需要特别说明的是本发明涉及的距离范围如“清晰感知半径范围内”是指在半径为R，视频传感节点的有效感知区域视角所组成的扇形区域范围内。同理也可以类似得出“模糊感知半径范围”。

[0042] 步骤3)应用视频事件感应模型。

[0043] 视频传感节点收到基站节点发送来的视频事件搜索启动指令后，进入快照工作模式，首先采样环境图像数据，并对当前采样的单幅图像数据遍历扫描。假设在扫描至X行的Y列时感知到视频事件，并记录下该视频事件出现的列值Y。一般情况下在某行中出现的视频事件会由多个列值记录，所以将该行中所有出现视频事件的列记为Yi(0＜i＜图像宽度像素值)，而视频事件在当前图像中所占宽度直接影响到Yi的数值大小。同理，当扫描X+k(0＜k＜图像高度像素值-X)行时将感知到视频事件的列值全部记录，直到图像扫描完毕。将各行的Yi取平均值后记录为 再将各行的 均值处理。最后得到当前图像数据中视频事件的矫正平均列值。

[0044] 通过上述步骤计算得出的单幅图像数据的矫正平均列值为传感方向引导算法提供了基础与前提。

[0045] 步骤4)无线多媒体传感器网络中的视频传感器方向引导。

[0046] 整个方向引导方法的最终目的是为了使得视频传感节点的传感方向朝向被测物体或固定区域，也可以理解为经过调整后，使得视频事件与传感节点的连线与传感节点的传感方向向量之间的夹角值域在[-感知区域视角/2，感知区域视角/2]范围内，并且进可能地缩小夹角使得夹角趋向于零，以此来达到使视频事件尽可能靠近采样视频有效区域的中心位置，提高监测的可控度。本发明提出的方法仅仅通过视频事件来驱动而不用人为地进行调整。

[0047] 通过基站节点发出视频事件搜索启动指令，接收到指令的视频传感节点启动视频事件搜索算法，对视频事件搜索算法的描述如下：

[0048] 预定义ε为一个较小的数值，并且设置的数值满足γ大于零且小于ε，同时定义M为视频传感节点处于当前快照模式下采样的图像数据像素宽度数值的二分之一。传感节点首先进入快照模式，采样单幅图像数据，系统在值域[-1，+1]之间随即产生一个数值，并将其赋值给RAND变量。利用步骤3)中的方法遍历采样的单幅图像数据，如果无法识别出视频事件则判断RAND的数值，如果RAND大于零则视频传感节点的传感方向向量顺时针旋转γ，如果RAND小于零则逆时针旋转γ角度，旋转角度结束后重新进入快照工作方式，采样单幅图像数据并重复上述操作。在遍历采样的单幅图像过程中一旦识别出视频事件就按照步骤3)中描述的方法计算当前扫描图像的矫正平均列值，定义Δd的数值为M与矫正平均列值相减运算后差值的绝对值。判断Δd的数值如果大于ε，系统进而判断RAND的数值，如果RAND的数值大于零，则视频传感节点的传感方向向量顺时针旋转γ角度；如果RAND的数值小于零，则逆时针旋转γ角度。之后重新进入快照模式采样单幅图像数据后重复上述流程直到判断出Δd的数值小于ε，结束整个传感方向引导的调整过程。整个工作流程图如图2所示。整个流程的目的是为了实现当单幅图像数据中无法识别出视频事件时，对视频传感节点的传感方向做适度调整，并且重复上述步骤直到计算得出视频事件在当前采样单帧视频数据的较为靠近中间位置为止。

[0049] 步骤5)视频与音频传感器配对协同方法。

[0050] 在无线多媒体传感器网络中，为了实现对被测物体或固定区域全面地监控，除了有视频与图像信息之外还需要有相应的音频信息来提高监控质量，那么如何使无线多媒体传感器网络中的视频传感节点与音频传感节点有效地协同工作，就成为了影响监控质量的关键因素。在初始设置的完成之后，视频与音频传感节点之间需要完成一次配对过程之后就可以开始互相协同工作。

[0051] 在通常的多媒体无线传感器网络中，视频传感节点属于方向传感节点而音频传感节点属于全向传感节点。在监控范围上，由于视频传感节点单位时间的能耗远远大于音频传感节点的单位时间能耗，而且相同面积的有效传感覆盖率(对于视频传感节点选择清晰感知半径范围内)明显是全向传感节点大于方向传感节点，即对于覆盖相同区域的情况，全向传感节点的实际使用数量小于方向传感节点。根据上述情况不难得知在实际工作中为了满足相同的覆盖率，实际投入使用的全向传感节点数量应该小于方向传感节点的数量。因此本发明考虑由数量较少而且单位时间能耗较低的音频传感节点来主动发起配对协同工作的申请。

[0052] 在配对开始之前，视频传感节点的方向引导已经完成而且在初始化的过程中已经由监控中心广播带有当前启动时间信息的数据包用于同步网络中各个多媒体传感节点的当前启动时间以及信息采样时间。由监控中心发出的配对启动指令以广播的方式传送给音频传感节点，视频传感节点虽然也能够接收该指令信息但不做任何处理直接丢弃。本地音频传感节点在接收到该指令后发出配对申请信号，在本地音频传感节点一跳可达距离范围内的其他视频传感节点响应该配对请求，各个视频传感节点在本地音频传感节点发出的请求信号尾部加入自身的设备识别号同时传送回音频传感节点。为了避免冲突，附近其他的非本地音频传感节点在接收到这些视频传感节点的配对反馈报文后，先检查报文首部的初始配对申请号，该字段由发起配对申请的本地音频传感节点的设备识别号唯一标识，如果与自身的申请号不相符则丢弃该报文。本地音频传感节点接收到附近视频传感节点的反馈报文后将可能出现的设备识别号及其相对应的RSSI值记录，之后查找拥有最小信号衰减值的设备识别号，将其加入反馈报文的尾部后再次发送出去。在本地音频传感节点的信号一跳可达范围内的各个视频传感节点都会收到该报文，通过检验报文尾部的设备识别号来判断本次配对申请成功的对象是否是自身。如果不是则将该报文丢弃不做处理同时继续监听网络中的由其他音频传感节点发送来的申请配对报文。此时确认配对成功的报文会由目标视频传感节点再次发送回本地音频传感节点，接收确认后由本地音频传感节点发送出带有目标视频传感节点设备识别号与本次配对号的监控启动报文，后音频传感节点自身启动音频监测开始采样环境音频信息，在接收到监控启动报文后与本地音频传感节点配对成功的目标视频传感节点同步开始采样环境视频信息。在音频与视频传感节点采样时间到达初始化时同步指定的信息采样时间后结束本次环境信息采样，并在数据包首部加入本次采样开始时间信息与本次配对号信息，再将这些信息以多跳的方式传送回基站节点并在监控终端软件实现将带有相同采样开始时间与配对号的视频与音频信息的融合播放。

[0053] 步骤6)适应不同应用需求的工作模式。

[0054] 在监控区域设置多媒体传感节点后，针对某一被测物体或固定区域，进行传感方向引导，之后的视频传感节点与音频传感节点协同工作可以根据不同的应用需求在单体与群体两种工作模式间切换。

[0055] 在群体工作模式下类似于步骤5)中描述的情形，由一个音频传感节点驱动一个视频传感节点协同采样环境多媒体信息，通过一对一的配对来实现区域监控。这种工作模式可以适应较大范围的区域监控，实现对监控目标全景粗略的覆盖。单体工作模式与群体工作模式有所不同，初始化同步网络设备工作时间，在被测物体或监控区域附近投掷视频事件，的同时投掷一枚音频传感节点作为驱动节点以保证监控区域在单个音频传感节点的有效覆盖范围内，并记录下该音频传感节点的设备识别号。驱动节点的作用是为了驱使周围临近区域内多个视频传感节点自组织建立小区。监控终端发出视频事件搜索指令，在传感方向引导结束后，由监控终端通过基站节点发送带有驱动节点的全网络唯一设备识别号的数据包，其他非驱动节点接收到该数据包后检查自己的设备识别号是否与该数据包首部的设备识别号相同，如果不同则不做处理并转发该数据包。当驱动节点收到该数据包后即刻启动小区探寻算法，该方法的详细流程如下：

[0056] 驱动节点发出小区探寻数据包，该数据包包括驱动节点自身的设备识别号。在驱动节点的信号有效可达范围的每个视频传感节点都会响应该包，并且将自己的设备识别号加入数据包尾部后反馈给驱动节点，由于该数据包不会被一跳可达范围内的其他任何多媒体传感节点转发，所以在驱动节点的有效信号覆盖范围内的各个视频传感节点就会成为小区组建的各个备选子节点。驱动节点将各个邻居视频传感节点即备选子节点反馈回的数据包抽样出各自的设备识别号与信号衰减RSSI数值，挑选出RSSI绝对值小于某一经验门限值的全部节点的设备识别号并将其全部封装入新的小区组建申请数据包内，同样发送给小区内的各个备选子节点，各个备选子节点在收到由驱动节点发送出的小区组建申请数据包后，如果检验出自身设备识别号在该数据包中就将自身的设备识别号再次加入数据包尾部后反馈给驱动节点。驱动节点再次将收到的全部反馈信息抽样出各个备选子节点的确认后的设备识别号，将其全部封装入带有小区识别号信息的监控启动指令数据包中并发送该数据包，后开始采样环境音频信息。小区内的各个备选子节点在收到驱动节点发送出的监控启动指令数据包后立即开始采样环境视频信息。在采样结束后各个节点将本次采样的采样开始时间连同小区识别号一起封装入自己采样的环境多媒体数据包内并将其发送回基站节点并在终端软件实现多角度视频的播放与同步的音频数据的播放。