无线传感器网络可视化管理平台研究

《无线传感器网络可视化管理平台研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据科技信息博士·专家论坛无线传感器网络可钡化管理单台研究国防科技大学计算机学院刘志强[摘要]无线传感器网络实际应用中节点散布区域广、拓扑信息变化快、感知数据种类多，用户对整个网络管理的难度较大，本文从可视化入手，开发了一款小型的管理平台，基本实现了对传感器网络的图形显示、科学管理、实时监测和有效预警。[关键词]无线传感器网络可视化网络拓扑一、引言无线传感器网络(Wirelesssen80rNetwork8，WSN)是由大量的能与物理环境进行交互，同时具有数据处理功能和无线通信功能的传感器节点构成的自组织无线网络。它集

2、信息获取、信息处理、信息传输于一身，可以使人们在任何时间、地点和任何环境条件下获取大量详实而可靠的信息．因此，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、区域远程控制等诸多领域都具有潜在的实用价值。但是，在实际应用中，由于传感器节点众多、散布范围广、各节点能量未知、感知信息种类多，如何分析、解释、管理网络中产生的大量数据，是无线传感器网络必然要解决的问题。一个有效的解决途径就是开发一个可视化管理平台，利用定制的可视化平台，去观测网络内部的活动，辅助用户监测网络行为，发现网络中的错误，实现对传感器网络的图形显

3、示、科学管理、实时监测和有效预警。二、WSN可视化功能需求所谓。可视化(Vi8ual)”，就是将科学计算的中间数据或结果数据，转换为人们容易理解的图形图像形式。无线传感器网络的可视化管理平台至少应具备以下功能；监测巾心Sink节点源节点(1)显示网络拓扑．可视化的首要问题是网络拓扑发现，如果要管理一个网络，那么首先必须要弄清楚这些传感器节点在什么地方，知道所部署节点的方位才能更好的检测网络与定位错误。(2)显示通信路径．无线传感器网络节点之间有大量的数据传输，在显示拓扑的基础上，可以通过显示节点之间UDP数据包的发送过程直

4、观展示网络内部的通信。(3)分析、解释、并实时显示各传感器节点的数据。用户接收到传感器节点的信息以后，首先进行解包处理，提取传感器的采集数据，然后将该测量值与报警阈值进行比较，若超过阈值则在界面上闪烁显示报警信息以提示用户，同时在界面窗口相应传感器的位置显示该测量值。(4)历史记录查询．通过sQLserver数据库，完成感知信息的存储，作为历史记录以备查询和后期开发．三、WSN可视化管理平台根据无线传感器网络典型的体系结构，将可视化管理平台分为以下五大模块，如图1所示．图1可视化管理平台主要模块关系图(1)管理控制模块：负

5、责传感节点的定位计算，完成网络拓扑测量，更新变化的路由信息，启动或终止一条或多条链路的信息采集。(2)数据处理模块：收集环境信息参数，进行实时监测和有效预警，通过数据分析处理，图形化显示监测现场。(3)串口监听模块：负责监听用户传感命令，发布查询任务，接收目标节点采集的数据．(4)测量发包模块：接收来自各节点的测量发包请求，之后以事先定义的发包频率和发包数进行发包．一20一(5)数据库模块；储存各节点位置信息、路由信息、传感数据以及历史报警记录，以供查询和分析使用。可视化管理平台在Eclip8e环境下，使用Java语言，结

6、合sQLserver2005实现，执行结果如图2所示．-图2是无线传感器网络可视化管理平台V1．o执行后的用户界面．左边为节点列表，图示可用节点22个，现部署9个，一个sink节点，l一8号为源节点’右上部分为网络拓扑图，图示为仓库区域内部署的节点拓扑结构，节点位置用实心圆表示，实线连接表示可进行数据通信，右下部分为管理平台执行各项参万方数据科技信息博士·专家论坛数。≯嘶哺薯祀勰平龟垮黪黝锄《籀缴缓溯嬲；霸燃黝铉溯龋溯翰㈣；冽龇燃燃锄燃蹴燃燃锄燃矗魏爱鹿文件∞攮作啦}设置t9图2可视化管理平台用户界面图3所示，是增加节点9

7、后的网络拓扑变化；圆滑虚曲线表示节点2经过节点l和节点9，将uDP数据包传输到sink节点。图3网络拓扑变化及数据包传输路径同时，可视化管理平台实现了各个节点感知数据的实时获取，可完成各节点报警闭值的设定I通过SQLser饨r2005数据库，完成了感知数据的存储和查询。四、结束语本文实现了一个简单的无线传感器网络可视化管理平台，基本实现了对网络的图形化显示、实时监测和有效预警；但管理平台尚有许多值得改进的地方，如平台只考虑了节点静止时的情况，移动节点的处理未做研究I同时，节点能量的管理、感知半径是否有重叠或死角等等问题仍需

8、进一步加以研究，以实现其更大的价值．参考文献[1]孙利民，李建中，陈渝，朱红松．无线传感器网络．清华大学出版社，2005．·[2]张亚明，陈绍炜，夏林英．基于Ns2的无线同络仿真研究．2007．[3]中科院计算所WsN产品白皮书v1．o2005．6．[4]周晓云．程序设计基础——可视化及VC++实现．高