无线传感器网络简明教程第五章传感器网络的应用开发基础课件

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1、第5章传感器网络的应用开发基础传感器网络的应用开发基础技术是传感器网络完成应用功能的关键，这里主要介绍它的仿真平台和工程测试床、网络节点的硬件开发、操作系统和软件开发等内容。5.1仿真平台和工程测试床5.1.1传感器网络的仿真技术概述1、网络研究与设计方法通常计算机网络的研究与设计方法包括分析方法、实验方法和模拟方法。分析方法是对所研究对象和所依存的网络系统进行初步分析，根据一定的限定条件和合理假设，对研究对象和系统进行描述，抽象出研究对象的数学分析模型。实验方法的主要内容是建立测试床和实验室。模拟方法主要是应用网络模拟软件来仿真网络系统的运行效果。2、

2、网络仿真的应用意义从应用的角度来看，网络仿真技术具有以下特点：（1）全新的模拟实验机理，使得这项技术具有在高度复杂的网络环境下得到高可信度结果的特点。（2）使用范围广，既可以用于现有网络的优化和扩容，也可以用于新网络的设计，而且特别适用于大中型规模网络的设计和优化。（3）初期应用成本不高，而且建好的网络模型可以延续使用，后期投资还会不断下降。网络仿真的软件体系结构3、传感器网络仿真的特点①分布性②动态性③综合性5.1.2常用网络仿真软件平台1、TOSSIM(1)简介TinyOS是为传感器网络节点而设计的一个事件驱动的操作系统，由加州大学的伯利克分校开发，

3、采用nesC编程语言。它主要应用于无线传感器网络领域，采用基于一种组件的架构方式，能够快速实现各种应用。TOSSIM是TinyOS自带的仿真工具，可以同时模拟传感器网络的多个节点运行同一个程序，提供运行时的调试和配置功能。由于TOSSIM仿真程序直接编译来自实际运行于硬件环境的代码，因而可以用来调试最后实际真正运行的程序代码。在PC机上安装好TinyOS之后，可以按照如下关键步骤打开TinyViz界面：1)CD到应用的目录2)$makepc3)若Tinyviz还没有make,则：①cdtools/java/net/tinyos/sim/tinyviz②m

4、ake4)将tinyviz拷贝到应用目录5)$DBG=sim6)$./tinyviz–runbuild/pc/main.exe10如果输入makemica2命令，表示建立mica2目录，可以编译生成mote上的exe、srec和ihex文件。(2)TOSSIM模拟器运行TinyOS程序例如我们希望针对TinyOS自带的Blink应用程序，模拟编译出可以在TOSSIM模拟器上运行的程序，主要是在应用程序目录下运行“makepc"命令，就可以把源代码编译在TOSSIM模拟器上运行Blink应用程序。Blink应用程序可以在mote硬件节点上以频率1Hz让LE

5、D红灯显示。如果执行命令：$./tinyviz–runbuild/pc/main.exe30，会出现图所示的界面。在TOSSIM模拟器运行Blink应用程序，可按以下步骤操作：cdapp/Blinkmakepc(3)使用gdb调试程序TOSSIM的一个显著优点就是它可以运行在PC机上，这样可以运用传统的调试工具来调试nesC程序。使用gdb进行调试与采用传统的调试方法大致相同，只是使用命令(如在命令处设断点)时必须按照上面的规则。2、OMNeT++OMNeT++是ObjectiveModularNetworkTestbed的简写，也被称作离散事件模拟系统

6、(DiscreteEventSimulationSystem，DESS)。它是一种面向对象的、离散事件建模仿真器，属于免费的网络仿真软件。这种仿真软件工具采用了特别定义的NED语言来完成。3、MatlabMatlab是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的意思。它除了具备卓越的数值计算能力外，还提供专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能，也可以进行网络仿真，用于模拟传感器网络的运行情况和某些应用算法的性能。在Matlab软件工具中，典型的无线传感器网络应用程序如WiSNAP。这是一个针对无线图像传感器网络而设计的基于Mat

7、lab的应用开发平台。4、OPNETOPNET是MIL3公司开发的网络仿真软件产品。这是一种优秀的图形化、支持面向对象建模的大型网络仿真软件。OPNET的产品主要针对三类客户，分成四个系列。三类客户是指网络服务提供商、网络设备制造商和一般企业。它的四个系列产品核心包括：①OPNETModeler：为技术人员提供一个网络技术和产品开发平台，可以帮助他们设计和分析网络和通信协议。②ITGuru™：帮助网络专业人士预测和分析网络和网络应用的性能、诊断问题、查找影响系统性能的瓶颈、提出并验证解决方案。③ServiceProviderGuru：面向网络服务提

8、供商的智能化网络管理软件。④WDMGuru：用于波分复用光纤网络的分析、评测。