无线传感器网络开发环境

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1、《无线传感器网络技术》讲义第十三章、开发环境2007年8月20日内容提要概述协议设计阶段－模拟器协议设计阶段－仿真器实现验证阶段－开发套件实现验证阶段－测试床本章小结主要参考文献内容提要概述协议设计阶段－模拟器协议设计阶段－仿真器实现验证阶段－开发套件实现验证阶段－测试床本章小结主要参考文献概述图13‑1开发过程图典型的开发过程如图13‑1示。先是进行协议的处理流程设计，然后在模拟器中模拟，接着利用真实节点进行验证，最后部署到实际的环境中。内容提要概述协议设计阶段－模拟器协议设计阶段－仿真器实现验证阶段－开发套件实现验证阶段－测试床本章小结主要参考文献模拟概述模拟（Simulation

2、）是指选取一个物理的或抽象的系统的某些行为特征，用另一个系统来表示它们的过程；主要优点：相对于形式化的分析方法以及实验的方法，采用模拟的方式更加的经济和高效。这也是模拟方式在传感器网络研究中广泛使用的主要原因。传感器网络对模拟提出的要求大规模性－>高效模拟资源受限－>对能耗的评估环境相关－>对环境的建模(体现在不同的无线信道特征及传感信道特征)异构网络－>模拟异构系统现有模拟器介绍NS-2NS(NetworkSimulator)-2是UCBerkly大学开发的一个面向对象的网络模拟器，本质上是一个离散事件的模拟器。它采用两级体系结构，为了提高代码的执行效率，NS2将数据操作与控制部分的

3、实现相分离。NS2的前端是一个OTcl解释器，称为解释层，主要功能是对模拟环境的配置和建立。网络构件则利用C++进行实现。图13‑2基于NS的模拟流程GloMoSimGloMoSim(GlobalMobileInformationSystemsSimulator)，是由UCLA所开发的一套主要用于模拟无线网络的模拟器。基于已经过验证的PARSEC并行仿真内核，提供了一种灵活方便的仿真环境。最大的特点是提供对并行的支持。对应于OSI模型，GloMoSim的协议栈同样也是分层设计的(如图13‑3所示)，在层与层之间提供了标准的API接口函数，这样就可在不同的层或开发人员之间建立快速的综合集

4、成。图13‑3GloMoSim结构图LayersProtocolsMobilityRandomwaypoint,Randomdrunken,TracebasedRadioPropagationTworayandFreespaceRadioModelNoiseAccumulatingPacketReceptionModelsSNRbounded,BERbasedwithBPSK/QPSKmodulationDataLink(MAC)CSMA,IEEE802.11andMACANetwork(Routing)IPwithAODV,Bellman-Ford,DSR,Fisheye,LARsc

5、heme1,ODMRP,WRPTransportTCPandUDPApplicationCBR,FTP,HTTPandTelnet表格1GloMoSim所支持的协议OPNETOPNET公司起源于美国麻省理工学院，成立于1986年。1987年OPNET公司发布了它的第一个商业化的网络性能仿真软件，提供了具有重要意义的网络性能优化工具，使得具有预测性的网络性能管理和仿真成为可能。至今OPNET已经发行到了10.0以上版本。它的产品线主要有Modeler，ITGuru、SPGuru、OPNETDevelopmentKit和WDMGuru等它的优点是图形化界面做得很好。OPNET进行网络模拟的

6、6个步骤配置网络拓扑结构(Topology)：通过OPNET提供的向导和各相关编辑器完成建立场景、选择设备和建立网络拓扑结构的工作。配置业务量(Traffic)：通过选择在该网络上运行的应用程序并配置运行参数。可以为所仿真网络配置业务量。这样就完成了对系统流量的建模工作。收集统计量(Statistics)：统计量是用于对所仿真网络进行性能测量和评价的依据。通过选择OPNET提供的各种统计指标完成配置和收集统计量的工作。运行仿真(Simulation)：通过前三步的工作，一个仿真场景已经完全建立。需要通过运行仿真来得到仿真运行的数据。调试模块再仿真(Re-Simulation)：通过分析

7、仿真数据。可以找出所仿真网络的性能瓶颈。此时可以复制先前网络场景，通过修改拓扑、更新设备、调整业务量而得到新的仿真场景，再次运行仿真可得到优化后网络的运行数据。如果是对协议细节进行仿真，则可修改协议模块的相关细节字段，通过再次仿真可得到修正后协议的运行数据。发布结果和拓扑报告(Report)：通过对一个项目的不同场景(对应着不同的方案)的仿真结果进行分析，可以产生研究报告，并可以把相关图表从OPNET中导出到文件中，以便于在报告中引用。TOSS