无线传感器网络中基于被动监测的协议性能评估技术研究

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1、杭州电子科技人学硕十学位论文摘要目前无线传感器网络协议性能评估多采用基于网络协议仿真系统或者定制开发的网络模拟程序，而网络被动监测系统大多仅用于网络数据抓包和协议解析，协议性能分析功能较弱。本文所做的工作是实现对无线传感网络运行过程的被动协议监测和性能分析系统，更有效地利用被动监测工具采集的协议数据包信息，对协议性能进行深入分析，实现了实时的WSN协议性能评估方法，具有较好的实际应用价值。本文对无线传感器网络的协议性能评估技术进行了研究和分析，分析了传统协议性能评估策略以及优缺点，设计了基于被动监测的协议性能评估解决方案，丌发了无线传感器网络协议性能评估系统WSNPPA，对TinyOS中的

2、汇聚树协议(CTP，CollectionTreeProtoc01)进行了协议监测和性能评估。本文主要研究工作包括以卜．内容：(1)分析了基于TinyOS的汇聚树协议CTP，设计了基于TeloSB无线传感器模块的协议数据包监听和抓包程序。针对CTP协议特性，提出了CTP协议性能评估的主要性能指标一DCHDCT。(2)分析研究了无线传感器网络中的被动监测技术，设计了针对协议数据采集的分布式多点监测策略，提高了CTP协议数据被动采集的完整性。根据监测记录深入分析数据包之间的关系，基于数理推断构建有限自动状态机实现CTP协议性能评估算法。提出了适用于轻载数据采集的微主动监测策略。(3)丌发了协}义

3、数据监测工具，实现了基于监测记录的协议性能评估系统WSNPPA，呵以实时监测和分析协议性能，实现数据包解析和协议性能的可视化展示。利用WSNPPA系统对CTP网络进行了协议监测和性能分析评估，实验结果说明本文设计实现的基于被动监测的WSN协议性能评估方法有较好的监测性能。关键词：无线传感器【，51l络，被动监测，协议性能评估，协议性能指标，CTP，TinyOS杭州电子科技人学硕二}二学位论文ABSTRACTCurrently,theperformanceevaluationaboutwirelesssensornetworkprotocolisusuallybasedonthesimula

4、tionsystemorthecustom—developedsimulationprogram．Andpassivenetworkmonitoringsystemsaremostlydesignedforpacketcapturingandprotocolparsing，whichlackthefunctionofprotocolperformanceanalysis．Basedonthosereasons，thispaperfocusesonpassivemonitoringsystemandprotocolperformanceanalysisintherealwirelesssen

5、sornetwork，wemakeefficientuseoftheprotocolpacketinformationcollectedbypassivemonitoringtoolsSOastodoadeepanalyzeoftheprotocolperformance．Finally,thispapercarriesoutareal—timeWSNprotocolperformanceevaluationmethod，whichgetsgoodpracticalvalue．Inthispaper,wefirstresearchthewirelesssensornetworkprotoc

6、olperformanceevaluationtechnologies，andanalyzetheadvantagesanddisadvantagesofthetraditionalprotocolperformanceevaluation．Second，wedesignasolutionofprotocolperformanceevaluationbasedonpassivemonitoring．Finally,wedevelopaWSNprotocolperformanceevaluationsystemcalledWSNPPA，andusethissystemtomonitorthe

7、CollectionTreeProtocol(CTP)whichisimplementedbasedonTinyOSandevaluateitsperformance．Themaincontributionsofthispaperincludethefollowings：(1)WestudytheCollectionTreeProtocol(CTP)whichisrealizedbasedonTinyOS，anddesi