無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)環(huán)境

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)講義講義第十三章、開發(fā)環(huán)境2007年8月20日內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn)內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn)概述圖 13 1開發(fā)過(guò)程圖典型的開發(fā)過(guò)程如圖 13 1示。先是進(jìn)行協(xié)議的處理流程設(shè)計(jì)，然后在模擬器中模擬，接著利用真實(shí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，最后部署到實(shí)際的環(huán)境中。內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開

2、發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn)模擬概述 模擬（Simulation）是指選取一個(gè)物理的或抽象的系統(tǒng)的某些行為特征，用另一個(gè)系統(tǒng)來(lái)表示它們的過(guò)程； 主要優(yōu)點(diǎn)：相對(duì)于形式化的分析方法以及實(shí)驗(yàn)的方法，采用模擬的方式更加的經(jīng)濟(jì)和高效。這也是模擬方式在傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中廣泛使用的主要原因。傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)模擬提出的要求傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)模擬提出的要求u大規(guī)模性高效模擬u資源受限對(duì)能耗的評(píng)估u環(huán)境相關(guān)對(duì)環(huán)境的建模(體現(xiàn)在不同的無(wú)線信道特征及傳感信道特征)u異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模擬異構(gòu)系統(tǒng)現(xiàn)有模擬器介紹1. NS-2NS(Network Simulator)-2是UC Berkly大學(xué)開發(fā)的一個(gè)面向?qū)ο?/p>

3、的網(wǎng)絡(luò)模擬器，本質(zhì)上是一個(gè)離散事件的模擬器。 它采用兩級(jí)體系結(jié)構(gòu)，為了提高代碼的執(zhí)行效率，NS2 將數(shù)據(jù)操作與控制部分的實(shí)現(xiàn)相分離。NS2的前端是一個(gè)OTcl解釋器，稱為解釋層，主要功能是對(duì)模擬環(huán)境的配置和建立。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件則利用C+進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 圖 13 2 基于NS的模擬流程2. GloMoSimGloMoSim(Global Mobile Information Systems Simulator)，是由UCLA所開發(fā)的一套主要用于模擬無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的模擬器。基于已經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的PARSEC 并行仿真內(nèi)核，提供了一種靈活方便的仿真環(huán)境。最大的特點(diǎn)是提供對(duì)并行的支持。 對(duì)應(yīng)于OSI模型，GloMoSim的

4、協(xié)議棧同樣也是分層設(shè)計(jì)的(如圖 13 3所示)，在層與層之間提供了標(biāo)準(zhǔn)的API接口函數(shù)，這樣就可在不同的層或開發(fā)人員之間建立快速的綜合集成。圖 13 3 GloMoSim結(jié)構(gòu)圖LayersProtocolsMobilityRandom waypoint, Random drunken, Trace basedRadio PropagationTwo ray and Free spaceRadio ModelNoise AccumulatingPacket Reception ModelsSNR bounded, BER based with BPSK/QPSK modulationData L

5、ink (MAC)CSMA, IEEE 802.11 and MACANetwork (Routing)IP with AODV, Bellman-Ford, DSR, Fisheye, LAR scheme 1, ODMRP, WRPTransportTCP and UDPApplicationCBR, FTP, HTTP and Telnet表格 1 GloMoSim所支持的協(xié)議3. OPNETOPNET公司起源于美國(guó)麻省理工學(xué)院，成立于1986年。1987年OPNET公司發(fā)布了它的第一個(gè)商業(yè)化的網(wǎng)絡(luò)性能仿真軟件，提供了具有重要意義的網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化工具，使得具有預(yù)測(cè)性的網(wǎng)絡(luò)性能管理和仿真成為

6、可能。至今OPNET已經(jīng)發(fā)行到了10.0以上版本。它的產(chǎn)品線主要有Modeler，IT Guru、SP Guru、OPNET Development Kit和WDM Guru等它的優(yōu)點(diǎn)是圖形化界面做得很好。OPNET進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬的6個(gè)步驟個(gè)步驟配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(Topology)：通過(guò)OPNET提供的向?qū)Ш透飨嚓P(guān)編輯器完成建立場(chǎng)景、選擇設(shè)備和建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作。配置業(yè)務(wù)量(Traffic)：通過(guò)選擇在該網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的應(yīng)用程序并配置運(yùn)行參數(shù)?？梢詾樗抡婢W(wǎng)絡(luò)配置業(yè)務(wù)量。這樣就完成了對(duì)系統(tǒng)流量的建模工作。收集統(tǒng)計(jì)量(Statistics)：統(tǒng)計(jì)量是用于對(duì)所仿真網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行性能測(cè)量和評(píng)價(jià)

7、的依據(jù)。通過(guò)選擇OPNET提供的各種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)完成配置和收集統(tǒng)計(jì)量的工作。運(yùn)行仿真(Simulation)：通過(guò)前三步的工作，一個(gè)仿真場(chǎng)景已經(jīng)完全建立。需要通過(guò)運(yùn)行仿真來(lái)得到仿真運(yùn)行的數(shù)據(jù)。調(diào)試模塊再仿真(Re-Simulation)：通過(guò)分析仿真數(shù)據(jù)?？梢哉页鏊抡婢W(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸。此時(shí)可以復(fù)制先前網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，通過(guò)修改拓?fù)?、更新設(shè)備、調(diào)整業(yè)務(wù)量而得到新的仿真場(chǎng)景，再次運(yùn)行仿真可得到優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。如果是對(duì)協(xié)議細(xì)節(jié)進(jìn)行仿真，則可修改協(xié)議模塊的相關(guān)細(xì)節(jié)字段，通過(guò)再次仿真可得到修正后協(xié)議的運(yùn)行數(shù)據(jù)。發(fā)布結(jié)果和拓?fù)鋱?bào)告(Report)：通過(guò)對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的不同場(chǎng)景(對(duì)應(yīng)著不同的方案)的仿真結(jié)果進(jìn)行分析，

8、可以產(chǎn)生研究報(bào)告，并可以把相關(guān)圖表從OPNET中導(dǎo)出到文件中，以便于在報(bào)告中引用。4.TOSSIMTOSSIM是美國(guó)UC Berkly大學(xué)開發(fā)的，基于TinyOS的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬器。設(shè)計(jì)者在開發(fā)TOSSIM時(shí)主要進(jìn)行了四方面的考慮：u規(guī)模性：模擬器必須能夠模擬擁有數(shù)千個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的各種不同架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。在2003年的時(shí)候已經(jīng)部署的基于TinyOS的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了850個(gè)節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出的模擬器必須能夠應(yīng)對(duì)目前這樣大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，以及將來(lái)的更大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。u完整性：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是基于事件驅(qū)動(dòng)的，也可以說(shuō)是應(yīng)用相關(guān)的，所以模擬器必須覆蓋各個(gè)層的需要，反映層次之間的交互。u精確性：模擬

9、器應(yīng)該在一個(gè)合適的粒度上去捕獲網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的活動(dòng)，獲取節(jié)點(diǎn)內(nèi)或節(jié)點(diǎn)間的精確的時(shí)序關(guān)系對(duì)于評(píng)估和測(cè)試網(wǎng)絡(luò)非常重要。同時(shí)模擬器應(yīng)該盡可能準(zhǔn)確的反映出那么網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各種活動(dòng)，包括異常的活動(dòng)。u橋梁作用：模擬器應(yīng)該在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與實(shí)際應(yīng)用之間充當(dāng)一個(gè)橋梁作用，方便使用者開發(fā)和驗(yàn)證運(yùn)行于真實(shí)硬件上的程序。因?yàn)?，有些理論上好的算法?shí)現(xiàn)的時(shí)候并不盡如人意。圖 13 4 TOSSIM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5.SensorSimSensorSim是一個(gè)基于NS-2的模擬器，它對(duì)NS-2主要進(jìn)行了三方面的擴(kuò)展。首先它擴(kuò)展了能耗模型，對(duì)需要能量的模塊進(jìn)行建模，研究影響能量消耗的因素，模擬能量消耗情況。其次是建立了傳感信道，因?yàn)槟繕?biāo)信號(hào)源

10、傳播到傳感器節(jié)點(diǎn)需要通過(guò)如空氣、水、大地等媒介，這些媒體的物理特性會(huì)很大程度上影響傳感器節(jié)點(diǎn)的感知精度。最后是加入了與外界交互的功能，主要是與外界真實(shí)部署的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，這樣外界網(wǎng)絡(luò)的事件可以觸發(fā)模擬器中的事件。圖 13 5 傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖6. OMNeT+OMNeT+(Object Modular Network Test-bed in C+)是1992年開發(fā)的一個(gè)開源的、基于組件的模塊化離散事件模擬器，主要用于通信網(wǎng)絡(luò)及分布式系統(tǒng)方面的模擬，可以運(yùn)行在Unix和windows環(huán)境下。仿真模型采用了混合式的建模方式，同時(shí)使用了OMNet+特有的NED（NEtwork Discri

11、ption）語(yǔ)言和C+進(jìn)行建模。圖 13 7 基于OMNeT+的傳感器節(jié)點(diǎn)模型 SENSESENSE是美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院(Rensselaer Polytechnic Institute)針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬，在COST 的基礎(chǔ)上而開發(fā)的，設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了解決可擴(kuò)展、可重用性以及可伸縮性，同時(shí)也考慮了各種不同使用者的需求。圖 13 8 典型傳感器節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn) 模擬的不足灰色地帶問(wèn)題很多無(wú)線信道的特征都不能在模擬方式中體現(xiàn) EmStar介紹Emstar是仿

12、真器的典型例子。它是由(美國(guó))加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校CENS實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，基于Linux操作系統(tǒng)的，用于仿真分布式系統(tǒng)的平臺(tái)。最大的特點(diǎn)是可以用真實(shí)的物理通信信道來(lái)代替模擬出的通信信真實(shí)的物理通信信道來(lái)代替模擬出的通信信道道。它支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的仿真和模擬，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)采用的是克爾斯博的Stargate，也稱為微服務(wù)器節(jié)點(diǎn)(microserver)。微服務(wù)器節(jié)點(diǎn)采用的是X-Scale處理器，可以運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，可作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也可以外接普通節(jié)點(diǎn)(MICA2)，一方面可以在普通節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行更多的計(jì)算處理，另一方面也可以使微服務(wù)器節(jié)點(diǎn)利用Mica2的通信信道。提高真實(shí)度的途徑：1.數(shù)據(jù)

13、注入（將地震局監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)注入到模擬器中）2.真實(shí)信道代替模擬信道，數(shù)據(jù)處理在模擬器中進(jìn)行，而數(shù)據(jù)通信在真實(shí)無(wú)線信道中進(jìn)行硬件平臺(tái)55個(gè)MICA節(jié)點(diǎn)內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn) 開發(fā)套件雖然無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)還沒(méi)有進(jìn)入實(shí)用化階段，但目前已經(jīng)不少的科研團(tuán)體和企業(yè)機(jī)構(gòu)都實(shí)現(xiàn)了一些無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的雛形，并研發(fā)了一些開發(fā)套件，包括傳感器節(jié)點(diǎn)和后臺(tái)可視化管理軟件。下面將分別從傳感器節(jié)點(diǎn)和可視化平臺(tái)兩方面進(jìn)行一些簡(jiǎn)要介紹。 圖 13 12 傳感器節(jié)點(diǎn)架構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)架構(gòu)傳感器節(jié)點(diǎn)架構(gòu)兩款國(guó)內(nèi)主要的節(jié)點(diǎn)

14、系列節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)類型MICA2MICA2DOTMICAZGains3Gainsz節(jié)點(diǎn)實(shí)物微處理器芯片ATmega128lATmega128lATmega128lAtmega128lAtmega128lMCU時(shí)鐘/MHz7.3728487.38788程序空間/KB128128128128128內(nèi)存/KB44444板上非易失存儲(chǔ)器容量/KB512512512512512射頻芯片CC1000CC1000CC2420CC1000CC2420頻段/Hz315-916M315-916M2.4G433M2.4G帶寬/kbytes38.438.425019.238.4戶外通信距離/m15015075-1002

15、0050-100集成的傳感器外接集成溫度傳感器外接外接外接表格 2 Mica與Gains性能指標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求正好體現(xiàn)出了整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)主要有以下三個(gè)目標(biāo)：小型化：小型化始終是硬件發(fā)展技術(shù)的一個(gè)方向。無(wú)線傳感器未來(lái)的目標(biāo)是做到智能塵埃，能懸浮在空氣中，去感知一些參數(shù)。借助SOC技術(shù)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的體積得以大大減小，MEMS技術(shù)的發(fā)展又使得傳感器節(jié)點(diǎn)向微型化發(fā)展。美國(guó)DARPA/MTO MEMS支持的研究項(xiàng)目Smart dust項(xiàng)目的目標(biāo)是做出體積不超過(guò)1mm3的節(jié)點(diǎn)。低成本：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)在一定區(qū)域內(nèi)布置大規(guī)模的節(jié)點(diǎn)，來(lái)監(jiān)測(cè)溫濕度等等各種各樣的

16、環(huán)境參數(shù)。這種超大規(guī)模的特性使得，只有做到低成本，才能發(fā)揮出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，也才能真正走向?qū)嵱没?。低功耗：目前，人們普遍認(rèn)為：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在未來(lái)將是一次性的（就如同現(xiàn)在的一次性餐具一樣），而且由于體積的限制，不可能攜帶大的供能模塊，所以必須通過(guò)低功耗的設(shè)計(jì)，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命周期得以延長(zhǎng)。 可視化平臺(tái)可視化平臺(tái)(Visualized platform)可視化技術(shù)也是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不可或缺的一項(xiàng)支撐技術(shù)。如何解釋網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)以及如何管理網(wǎng)絡(luò)也是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)走向應(yīng)用所必須解決的一個(gè)難題。一個(gè)解決的途徑就是開發(fā)出一個(gè)可視化管理平臺(tái)。利用定制的可視化平臺(tái)，去觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的活動(dòng)，輔

17、助使用者監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)行為，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在錯(cuò)誤。 接下來(lái)介紹下可視化平臺(tái)所應(yīng)具備的一些功能，為大家設(shè)計(jì)提供一些借鑒。(1)顯示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 13 13 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D可視化的首要問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，如果要管理一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，那么首先必須要弄清楚這些傳感器節(jié)點(diǎn)在什么地方，知道所部署節(jié)點(diǎn)的方位才能更好的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)與定位錯(cuò)誤。圖 13 13顯示的是國(guó)外Frontline Test Equipment公司的一款Zigbee分析軟件截圖。顯示的是Zigbee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)于研究數(shù)據(jù)的流向，診斷錯(cuò)誤，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)性能都有著很大的作用。但是由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特性使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墨@取往往不那么容易。首先是環(huán)境的影響

18、和節(jié)點(diǎn)能量的受限，使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫冀K是動(dòng)態(tài)變化。另外一方面節(jié)點(diǎn)的定位問(wèn)題也懸而未決，使得顯示的拓?fù)浜茈y與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。 （2）顯示通信路徑圖 13 14 數(shù)據(jù)包發(fā)送圖在顯示拓?fù)涞幕A(chǔ)上，可以通過(guò)顯示數(shù)據(jù)包的發(fā)送過(guò)程來(lái)可視化網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的活動(dòng)。 （3）查看單個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)雖然無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)的是面上的監(jiān)測(cè)，并且通過(guò)節(jié)點(diǎn)的冗余達(dá)到高可靠性，但是在研發(fā)的過(guò)程中，有時(shí)候也需要了解單個(gè)節(jié)點(diǎn)的一些信息，方便調(diào)試?；蛘咴诠芾砭W(wǎng)絡(luò)時(shí)，設(shè)置單個(gè)節(jié)點(diǎn)的一些諸如采樣率之類的工作參數(shù)，以使網(wǎng)絡(luò)更好的工作。查看單個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)可以直接由收集到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析即可，設(shè)置節(jié)點(diǎn)工作參數(shù)則需要網(wǎng)絡(luò)本身的支持。圖 13 15

19、 實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)曲線圖 13 16 溫度場(chǎng) （4）實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)觀測(cè)）實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)觀測(cè)(5)歷史數(shù)據(jù)查詢確定網(wǎng)絡(luò)以前的活動(dòng)情況與監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的活動(dòng)同等重要。通過(guò)歷史數(shù)據(jù)不僅可以統(tǒng)計(jì)分析網(wǎng)絡(luò)以前的性能，也可以用于診斷問(wèn)題所在，為提高網(wǎng)絡(luò)性能提供參考。(6) 遠(yuǎn)程可視化遠(yuǎn)程可視化可以方便各地的用戶同時(shí)了解同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀況，真正的讓人們可以足不出戶的了解外面環(huán)境的變化。開放地理空間聯(lián)盟（Open Geospatial Consortium）為了讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)更好的結(jié)合，制定了四項(xiàng)關(guān)于與傳感器網(wǎng)絡(luò)交互的接口以及傳感器數(shù)據(jù)的編碼方式的規(guī)范，以便于人們可以通過(guò)Internet觀察和控制

20、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的步驟一般如下：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的步驟一般如下：1.對(duì)協(xié)議進(jìn)行修改后，將新的程序燒制到各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)2.將傳感器節(jié)點(diǎn)部署到一定的環(huán)境中3.運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，收集并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)4.實(shí)驗(yàn)完成后，將傳感器節(jié)點(diǎn)收回5.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步修正協(xié)議6.重新回到步驟1步驟1、步驟2、步驟4總是令人心煩的，每次做一點(diǎn)小小的改動(dòng)，可能就要重編程幾十個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后再重新部署，實(shí)驗(yàn)完了再重新回收，這樣的操作往往是耗時(shí)費(fèi)力。步驟3也是一個(gè)難點(diǎn)。到底應(yīng)該收集哪些調(diào)試信息，如何收

21、集這些調(diào)試信息，以及如何控制收集信息粒度，這些都是待解決的問(wèn)題。接著分析數(shù)據(jù)的任務(wù)也是非常乏味的，需要有工具的輔助。通過(guò)搭建測(cè)試床可以一定程度上解決這些問(wèn)題，提高實(shí)驗(yàn)的效率。 測(cè)試床的兩種工作模式圖 13 17 全連接模式Testbed結(jié)構(gòu)圖 測(cè)試床的兩種工作模式圖 13 18 Sniffer模式Testbed結(jié)構(gòu)圖指標(biāo)名指標(biāo)描述鄰居表鄰居列表。每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)由節(jié)點(diǎn)ID標(biāo)識(shí)。鏈路質(zhì)量到所有鄰居節(jié)點(diǎn)的鏈路質(zhì)量。由從0(100%失敗)到100（100%成功）之間的傳輸成功率來(lái)表示。傳輸字節(jié)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)該節(jié)點(diǎn)發(fā)送的字節(jié)數(shù)與接收到的字節(jié)數(shù)。下一跳本節(jié)點(diǎn)所選的用于發(fā)送數(shù)據(jù)包的下一跳節(jié)點(diǎn)ID號(hào)路徑丟失路徑丟失與

22、鏈路質(zhì)量剛好相反：較低數(shù)值意味著較低的丟包率，就能提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸表格 3需要收集的指標(biāo)利用測(cè)試床進(jìn)行診斷和性能評(píng)估利用測(cè)試床進(jìn)行診斷和性能評(píng)估利用測(cè)試床進(jìn)行診斷和性能評(píng)估利用測(cè)試床進(jìn)行診斷和性能評(píng)估事件名稱描述所需信息丟失的節(jié)點(diǎn)沒(méi)有任何節(jié)點(diǎn)的鄰居表包含該節(jié)點(diǎn)所有節(jié)點(diǎn)的鄰居表孤立的節(jié)點(diǎn)該節(jié)點(diǎn)鄰居被為空該節(jié)點(diǎn)的鄰居表路由改變?cè)摴?jié)點(diǎn)的下一跳節(jié)點(diǎn)改變，記錄與之前的和當(dāng)前下一跳節(jié)點(diǎn)間鏈路的丟包率該節(jié)點(diǎn)的鄰居表鄰居表改變節(jié)點(diǎn)n2被節(jié)點(diǎn)n1加入或者移除鄰居表，記錄n1,n2間不同時(shí)期的鏈路質(zhì)量n1的鄰居表鏈路質(zhì)量改變節(jié)點(diǎn)n2到n1間鏈路質(zhì)量下降，并且超過(guò)一個(gè)閾值n1,n2的鄰居表表格 4通過(guò)收集指標(biāo)偵

23、察到的事件內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn)圖 13 19WSN應(yīng)用開發(fā)的生命周期一個(gè)典型的無(wú)線傳感器應(yīng)用的開發(fā)過(guò)程應(yīng)該是先在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行模擬與仿真，初步驗(yàn)證算法與協(xié)議的正確性。然后將設(shè)計(jì)好的算法或協(xié)議移植到具體的真實(shí)節(jié)點(diǎn)上，利用Testbed進(jìn)行調(diào)試，之后再到真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證，最后就是實(shí)際部署。整個(gè)開發(fā)過(guò)程是不斷反復(fù)的，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后可能會(huì)回溯到前面的某步重新設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。內(nèi)容提要1.概述 2.協(xié)議設(shè)計(jì)階段模擬器 3.協(xié)議設(shè)計(jì)階段仿真器4.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段開發(fā)套件 5.實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證階段測(cè)試床6.本

24、章小結(jié)7.主要參考文獻(xiàn)1 The Network Simulator ns-2OL./nsnam/ns.2 X. Zeng, R. Bagrodia, M. Gerla. GloMoSim: A Library for Parallel Simulation of Large-Scale Wireless Networks, 12th Workshop on Parallel and Distributed Simulation (PADS98), 1998, 154-161.3 OPNETEB/OL.http:/ Philip Levis, Nelson L

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