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文檔簡介

1、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1.簡介11.1.背景11.2.軟件運(yùn)行環(huán)境11.3.使用場景11.4.試用版使用限制22.安裝22.1.雙擊安裝程序22.2.安裝向?qū)?2.3.選擇安裝目錄32.4.選擇是否建立開始菜單和創(chuàng)建快捷方式42.5.安裝42.6.安裝完成52.7.Atos-SensorSim快捷方式52.8.安裝目錄中的文件夾62.9.Atos-SensorSim主界面73.Atos-SensorSim使用83.1.網(wǎng)絡(luò)管理83.1.1.生成網(wǎng)絡(luò)83.1.2.查看生成網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?3.1.3.修改生成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)默認(rèn)通信半徑93.1.4.顯示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)屬性93.1.

2、5.修改網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)屬性93.1.6.增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)103.1.7.刪除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)103.1.8.網(wǎng)絡(luò)顯示縮放113.1.9.保存生成的網(wǎng)絡(luò)123.1.10.打開保存的網(wǎng)絡(luò)文件123.1.11.創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)文件分組133.1.12.刪除網(wǎng)絡(luò)文件分組143.1.13.刪除網(wǎng)絡(luò)文件153.2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法管理173.2.1.顯示系統(tǒng)目前導(dǎo)入的算法173.2.2.開始算法演示173.2.3.停止算法演示183.2.4.顯示算法運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)分布193.2.5.顯示算法的網(wǎng)絡(luò)鏈接信息193.2.6.顯示算法的網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量信息203.2.7.顯示算法運(yùn)行過程中經(jīng)過的路線203.2.8.顯示算法的查詢結(jié)果信息213

3、.2.9.調(diào)節(jié)算法演示的運(yùn)行速度213.2.10.單步執(zhí)行算法223.2.11.查看算法運(yùn)行參數(shù)233.2.12.查看算法運(yùn)行過程中發(fā)生的事件233.2.13.查看算法運(yùn)行過程中發(fā)生事件的數(shù)據(jù)通信量243.2.14.查看算法運(yùn)行過程中發(fā)生事件的能量消耗243.2.15.查看算法運(yùn)行過程中的總能量消耗253.2.16.快速查看算法運(yùn)行過程253.2.17.創(chuàng)建算法分組263.2.18.刪除算法分組283.2.19.刪除算法303.3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)管理303.3.1.顯示系統(tǒng)中已保存的實(shí)驗(yàn)303.3.2.查看實(shí)驗(yàn)313.3.3.查看實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)313.3.4.查看實(shí)驗(yàn)算法323.3.5.運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

4、323.3.6.創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)分組333.3.7.刪除實(shí)驗(yàn)分組343.3.8.刪除實(shí)驗(yàn)36無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真軟件用戶手冊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(shí)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

5、決上述問題,設(shè)計(jì)并實(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伞⑺惴ㄑ菔镜然竟δ芡?,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(dòng)運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖自動(dòng)生成。Atos-SensorSi

6、m極大地降低了模擬算法實(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(gè)快捷的平臺(tái)。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(tái)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(shí)間同步、定位算法、

7、鏈路估計(jì)算法、數(shù)據(jù)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(jì)、調(diào)試、測試和性能比較的仿真平臺(tái)。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(dòng)生成等高級(jí)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(jí)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

8、立開始菜單和創(chuàng)建快捷方式點(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(xiàng)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

9、種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法,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(shí)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?、網(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)洹浚@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)

10、絡(luò)節(jié)點(diǎn)屬性單擊網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)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(dòng)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(gè)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(gè)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

11、面(2) 刪除后界面3.1.8. 網(wǎng)絡(luò)顯示縮放當(dāng)網(wǎng)絡(luò)較小時(shí),可通過拖動(dòng)【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(gè)網(wǎng)絡(luò)文件放到同一個(gè)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T

12、est分組中建立了一個(gè)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?jiǎng)h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

13、,在界面右側(cè)顯示出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(dòng)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(dòng)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

14、示算法運(yùn)行過程中經(jīng)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(gè)】,可按看到算法發(fā)生的下一個(gè)事件,即到達(dá)算法的下一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。點(diǎn)擊【前一個(gè)】,可按看到算法當(dāng)前時(shí)刻前一個(gè)時(shí)刻發(fā)生的事件,即到達(dá)算法的前面

15、一個(gè)運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)行單步執(zhí)行算法時(shí),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(shí)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(gè)事件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信量】Tab頁,查看到當(dāng)前時(shí)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(gè)事件產(chǎn)生的能量總消耗】Tab頁,查看到當(dāng)前時(shí)刻為止算法運(yùn)行過

16、程中發(fā)生事件對應(yīng)的能量消耗。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(shí)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(dòng)【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(gè)算法放到同一個(gè)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(gè)“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

17、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)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?jiǎng)h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

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