無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真軟件用戶手冊(共40頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真軟件用戶手冊2014年12月1日目錄專心-專注-專業(yè)1. 簡介1.1. 背景由于傳感器網(wǎng)絡(luò)及其算法的復(fù)雜性，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的絕大多數(shù)算法的性能無法通過理論分析得到。因此，通常采用在模擬器中模擬運(yùn)行算法的方法以比較算法的性能，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的各種協(xié)議進(jìn)行分析?，F(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬器集中于對網(wǎng)絡(luò)層及其下層的模擬，而對包括數(shù)據(jù)收集、查詢處理、拓?fù)淇刂?、定位、時間同步、組網(wǎng)部署、路由協(xié)議等在內(nèi)完整的模擬涉及較少。比較著名的模擬器如NS2，Glomosim等均是網(wǎng)絡(luò)底層協(xié)議模擬器，且不具備基于圖形化用戶界面的算法演示、調(diào)試、比較等功能。為了解決上述問題，設(shè)計并

2、實(shí)現(xiàn)了一新型傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬器Atos-SensorSim以簡化各類傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的模擬實(shí)現(xiàn)，并提供API開發(fā)接口，基于Atos-SensorSim實(shí)現(xiàn)新的傳感器網(wǎng)絡(luò)算法和協(xié)議。除參數(shù)配置、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖?、算法演示等基本功能外，該模擬器提取了現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法和協(xié)議中所需的常用功能，并將其封裝成組件以重用。實(shí)現(xiàn)了算法演示組件Animator，對算法的詳細(xì)執(zhí)行過程進(jìn)行圖形化顯示，以便快速發(fā)現(xiàn)算法實(shí)現(xiàn)的問題以及進(jìn)行算法調(diào)試。Atos-SensorSim具備算法分析功能，通過配置參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)條件下的實(shí)驗(yàn)自動運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計和實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖自動生成。Atos-SensorSim極大地降低了模擬

3、算法實(shí)現(xiàn)的難度，為比較傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的性能提供了一個快捷的平臺。1.2. 軟件運(yùn)行環(huán)境由于采用Java語言開發(fā)，模擬器具有跨平臺性，可運(yùn)行于主流的Window和linux操作系統(tǒng)。具體如下：(1) 支持Windows XP、Windows 2000、Windows Vista、Windows7等主流Windows操作系統(tǒng)。(2) 支持Centos、RedHat linux、Ubuntu等主流Linux操作系統(tǒng)；1.3. 使用場景(1) 教學(xué)該模擬器可在高校無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程教學(xué)過程中使用，為學(xué)生演示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)Mac協(xié)議、路由協(xié)議、拓?fù)淇刂?、時間同步、定位算法、鏈路估計算法、數(shù)據(jù)

4、收集及查詢、安全與隱私保護(hù)等經(jīng)典無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的基本原理、算法流程。(2) 科研該模擬器也可用于高校無線傳感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)研究方向的高校教師進(jìn)行算法設(shè)計、調(diào)試、測試和性能比較的仿真平臺。1.4. 試用版使用限制Atos-SensorSim試用版，不支持算法導(dǎo)入、用戶自定義算法開發(fā)、實(shí)驗(yàn)配置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖自動生成等高級功能，且僅集成了部分無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法。在Atos-SensorSim正式版中，上述高級功能及算法種類將不受限制。2. 安裝2.1. 雙擊安裝程序2.2. 安裝向?qū)c(diǎn)擊【下一步】，選擇安裝目錄。2.3. 選擇安裝目錄選擇安裝目錄后，點(diǎn)擊【下一步】。2.4. 選擇是否建立開始菜單和創(chuàng)建快

5、捷方式點(diǎn)擊【下一步】，進(jìn)入安裝過程。2.5. 安裝2.6. 安裝完成點(diǎn)擊【完成】2.7. Atos-SensorSim快捷方式開始菜單出現(xiàn)Atos-SensorSim快捷方式2.8. 安裝目錄中的文件夾安裝Atos-SensorSim后，安裝目錄中的文件夾如下所示：2.9. Atos-SensorSim主界面點(diǎn)擊Atos-SensorSim.exe，進(jìn)入Atos-SensorSim主界面從主界面可以看出，Atos-SensorSim有三項主要的功能：網(wǎng)絡(luò)管理、算法管理和實(shí)驗(yàn)管理。其中，網(wǎng)絡(luò)管理主要用于配置、生成、顯示和保存用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)的不同網(wǎng)絡(luò)。算法管理用于配置、顯示、導(dǎo)入各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算

6、法，包括數(shù)據(jù)收集、路由、查詢處理、隱私保護(hù)、安全、定位、拓?fù)淇刂?、時間同步等。實(shí)驗(yàn)管理用于配置網(wǎng)絡(luò)和算法參數(shù)，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3. Atos-SensorSim使用3.1. 網(wǎng)絡(luò)管理3.1.1. 生成網(wǎng)絡(luò)用戶輸入自定義的網(wǎng)絡(luò)部署區(qū)域?qū)挾取⒕W(wǎng)絡(luò)部署區(qū)域高度、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)目、網(wǎng)絡(luò)描述、節(jié)點(diǎn)默認(rèn)通信半徑后，點(diǎn)擊【生成】按鈕，生成網(wǎng)絡(luò)。3.1.2. 查看生成網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潼c(diǎn)擊【生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?，顯示生成網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B接情況。3.1.3. 修改生成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)默認(rèn)通信半徑在節(jié)點(diǎn)通信半徑文本框中輸入新的節(jié)點(diǎn)通信半徑值，例如將其從50m修改為70米，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S之發(fā)生變化。3.1.4. 顯示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)屬性單擊網(wǎng)絡(luò)

7、中的某個節(jié)點(diǎn)，從而選中該節(jié)點(diǎn)。選中該節(jié)后后，在主界面的右下角出現(xiàn)【選中節(jié)點(diǎn)屬性】界面，該界面中顯示了選中節(jié)點(diǎn)的屬性信息。3.1.5. 修改網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)屬性在【選中節(jié)點(diǎn)屬性】界面中，可對選中節(jié)點(diǎn)的屬性進(jìn)行修改。例如，將該節(jié)點(diǎn)的通信半徑從默認(rèn)值50修改為10，則該節(jié)點(diǎn)與周圍的節(jié)點(diǎn)不連通。3.1.6. 增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在【生成的網(wǎng)絡(luò)】或者【生成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹拷缑嬷?，進(jìn)行鼠標(biāo)雙擊動作，；或者右擊鼠標(biāo)，在彈出菜單中選擇創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)，則在鼠標(biāo)所在位置上生成一個新的節(jié)點(diǎn)。3.1.7. 刪除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)單擊網(wǎng)絡(luò)中的某個節(jié)點(diǎn)，從而選中該節(jié)點(diǎn)。右擊鼠標(biāo)，在彈出菜單中選擇刪除節(jié)點(diǎn)，則刪除選中的節(jié)點(diǎn)。(1) 刪除前界面(2) 刪除后界

8、面3.1.8. 網(wǎng)絡(luò)顯示縮放當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較小時，可通過拖動【網(wǎng)絡(luò)顯示縮放】標(biāo)尺，對顯示的網(wǎng)絡(luò)大小進(jìn)行縮放。3.1.9. 保存生成的網(wǎng)絡(luò)生成網(wǎng)絡(luò)后，點(diǎn)擊【網(wǎng)絡(luò)】-【另存為】菜單，可將生成的網(wǎng)絡(luò)保存為文件。3.1.10. 打開保存的網(wǎng)絡(luò)文件主界面右側(cè)以.net結(jié)束的文件為用戶保存的網(wǎng)絡(luò)文件，雙擊該文件，則打開該文件保存的網(wǎng)絡(luò)，以圖形化界面的方式在右側(cè)顯示。3.1.11. 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)文件分組在主界面左側(cè)【Networks】界面中，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中點(diǎn)擊【創(chuàng)建分組】，可創(chuàng)建新的網(wǎng)絡(luò)分組，從而將多個網(wǎng)絡(luò)文件放到同一個分組中，方便管理。在彈出菜單中輸入新的網(wǎng)絡(luò)分組名：點(diǎn)擊【OK】后，則在Test分組中建立了

9、一個Test1分組。如下圖所示。3.1.12. 刪除網(wǎng)絡(luò)文件分組在主界面左側(cè)【Networks】界面中，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中點(diǎn)擊【刪除分組】，則刪除鼠標(biāo)指針?biāo)诘木W(wǎng)絡(luò)分組、其包含所有的網(wǎng)絡(luò)文件、以及其子網(wǎng)絡(luò)分組。3.1.13. 刪除網(wǎng)絡(luò)文件在主界面左側(cè)【Networks】界面中，選中要刪除的網(wǎng)絡(luò)文件，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中點(diǎn)擊【刪除分組】，則刪除選中的網(wǎng)絡(luò)文件。3.2. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法管理3.2.1. 顯示系統(tǒng)目前導(dǎo)入的算法點(diǎn)擊【算法】按鈕，在主界面左側(cè)，顯示顯示系統(tǒng)目前導(dǎo)入的算法。包括數(shù)據(jù)收集、查詢處理、路由、隱私等若干類算法。3.2.2. 開始算法演示雙擊某算法，在界面右側(cè)顯示出

10、該算法的基本信息和執(zhí)行Demo。單擊【運(yùn)行】按鈕，則算法從啟動到結(jié)束的過程中，算法運(yùn)行參數(shù)、發(fā)生的所有事件、節(jié)點(diǎn)消耗的能量、算法運(yùn)行的總能耗，將顯示在界面的右下角。界面中心以動畫的方式顯示節(jié)點(diǎn)間的無線通信交互情況。3.2.3. 停止算法演示點(diǎn)擊【停止】按鈕，停止算法運(yùn)行演示。3.2.4. 顯示算法運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)分布點(diǎn)擊界面中部的【網(wǎng)絡(luò)】Tab頁，顯示算法運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)分布3.2.5. 顯示算法的網(wǎng)絡(luò)鏈接信息點(diǎn)擊界面中部的【鏈路】Tab頁，顯示算法運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)鏈接信息3.2.6. 顯示算法的網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量信息點(diǎn)擊界面中部的【鏈路質(zhì)量】Tab頁，顯示算法運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量信息3.2.7. 顯示算法運(yùn)行過程中經(jīng)

11、過的路線點(diǎn)擊界面中部的【路線】Tab頁，顯示算法運(yùn)行過程中經(jīng)過的路線。注意，有些算法不支持路線功能。3.2.8. 顯示算法的查詢結(jié)果信息點(diǎn)擊界面中部的【查詢結(jié)果】Tab頁，顯示算法運(yùn)行結(jié)束后的查詢結(jié)果，該功能主要針對查詢處理和收據(jù)收集算法，用于查看算法在不同網(wǎng)絡(luò)條件下的查詢正確率。3.2.9. 調(diào)節(jié)算法演示的運(yùn)行速度調(diào)整【運(yùn)行速度】標(biāo)尺，設(shè)置算法演示的運(yùn)行速度的快慢。3.2.10. 單步執(zhí)行算法點(diǎn)擊【停止】按鈕，停止算法運(yùn)行演示。點(diǎn)擊【下一個】，可按看到算法發(fā)生的下一個事件，即到達(dá)算法的下一個運(yùn)行狀態(tài)。點(diǎn)擊【前一個】，可按看到算法當(dāng)前時刻前一個時刻發(fā)生的事件，即到達(dá)算法的前面一個運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)

12、行單步執(zhí)行算法時，通常觀察右側(cè)事件、通信量等信息，了解算法當(dāng)前的運(yùn)行信息。3.2.11. 查看算法運(yùn)行參數(shù)點(diǎn)擊界面右下角【參數(shù)】Tab頁，查看算法的運(yùn)行參數(shù)。3.2.12. 查看算法運(yùn)行過程中發(fā)生的事件點(diǎn)擊界面右下角【所有事件】Tab頁，查看到當(dāng)前時刻為止算法運(yùn)行過程中發(fā)生的所有事件。3.2.13. 查看算法運(yùn)行過程中發(fā)生事件的數(shù)據(jù)通信量點(diǎn)擊界面右下角【每個事件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信量】Tab頁，查看到當(dāng)前時刻為止算法運(yùn)行過程中發(fā)生事件對應(yīng)的數(shù)據(jù)通信量。3.2.14. 查看算法運(yùn)行過程中發(fā)生事件的能量消耗點(diǎn)擊界面右下角【每個事件產(chǎn)生的能量總消耗】Tab頁，查看到當(dāng)前時刻為止算法運(yùn)行過程中發(fā)生事件對應(yīng)的

13、能量消耗。3.2.15. 查看算法運(yùn)行過程中的總能量消耗點(diǎn)擊界面右下角【總能耗】Tab頁，查看到當(dāng)前時刻為止算法運(yùn)行消耗的能量。3.2.16. 快速查看算法運(yùn)行過程通過拖動【事件】標(biāo)尺，可以快速查詢算法運(yùn)行過程。3.2.17. 創(chuàng)建算法分組在主界面左側(cè)【Algorithms】界面中，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中點(diǎn)擊【創(chuàng)建分組】，可創(chuàng)建新的算法分組，從而將多個算法放到同一個分組中，方便管理。在彈出菜單中輸入新的算法分組名：點(diǎn)擊【OK】后，則在Algorithms分組中建立了一個“我的算法”分組。如下圖所示。3.2.18. 刪除算法分組在主界面左側(cè)【Algorithms】界面中，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單

14、中點(diǎn)擊【刪除分組】，則刪除鼠標(biāo)指針?biāo)谒惴ǚ纸M、其包含所有的算法、以及其子算法分組。3.2.19. 刪除算法在主界面左側(cè)【Algorithms】界面中，選中要刪除的算法，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中點(diǎn)擊【刪除分組】，則刪除選中的算法。3.3. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)管理3.3.1. 顯示系統(tǒng)中已保存的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊【實(shí)驗(yàn)】按鈕，顯示系統(tǒng)中所有已保存的實(shí)驗(yàn)。3.3.2. 查看實(shí)驗(yàn)雙擊界面左側(cè)的實(shí)驗(yàn)名，在界面右側(cè)顯示實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)信息。3.3.3. 查看實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)雙擊界面左側(cè)的實(shí)驗(yàn)名在界面右側(cè)顯示實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)信息后，點(diǎn)擊界面下方的【實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)】Tab頁后，可以查看該實(shí)驗(yàn)基于的網(wǎng)絡(luò)信息。3.3.4. 查看實(shí)驗(yàn)算法雙擊界面左側(cè)的實(shí)驗(yàn)名在界面右側(cè)顯示實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)信息后，點(diǎn)擊界面下方的【實(shí)驗(yàn)算法】Tab頁后，可以查看該實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的算法。3.3.5. 運(yùn)行實(shí)驗(yàn)雙擊界面左側(cè)的實(shí)驗(yàn)名在界面右側(cè)顯示實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)信息后，點(diǎn)擊界面下方的【實(shí)驗(yàn)算法】Tab頁，查看該實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的算法。點(diǎn)擊【運(yùn)行】按鈕，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。3.3.6. 創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)分組在主界面左側(cè)【Experiments】界面中，右擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中點(diǎn)擊【創(chuàng)建分組】，可創(chuàng)建新的實(shí)驗(yàn)分組，從而將多個實(shí)驗(yàn)放到同一個分