传感器网络的应用开发技术.ppt

浙江工业大学计算机学院 传感器网络因资源受限、动态性强和以数据中心，网络节点的软件系统开发设计具有如下特点： ① 具有自适应功能。 ② 保证节点的能量优化。 ③ 采用模块化设计。 ④ 面向具体应用。 ⑤ 具有维护和升级功能。 5.3.2 软件开发 浙江工业大学计算机学院 2、网络系统开发的基本内容 主要包括以下三个方面的环节： ① 传感器应用。 ② 节点应用。 这种应用包含针对专门应用的任务和用于建立与维护网络的中间件功能，它涉及到操作系统、传感驱动和中间件管理三部分。 ③ 网络应用。 这种应用的设计内容描述了整个网络应用的任务和所需要的服务，为用户提供操作界面，管理整个网络并评估运行效果。 5.3.2 软件开发 浙江工业大学计算机学院 5.3.2 软件开发 节点应用框架的组件 网络应用框架的组件 浙江工业大学计算机学院 5.3.2 软件开发 3、传感器网络的软件编程模式 传感器网络的软件开发需要采取一定的编程模式，运用适当的编程框架来指导具体的程序设计。通用软件的编程模式并不完全适合于传感器网络的软件开发，为此需要考虑设计适合于传感器网络开发特征的编程模式，这里主要简介三种常见的编程模式。 （1）抽象域编程 （2）以对象为中心的编程 （3）以状态为中心的编程模式 浙江工业大学计算机学院 5.3.2 软件开发 （1）抽象域编程 将网络底层的通信机制、数据采集、数据共享和路由机制等细节屏蔽起来，为用户提供高层程序接口，简化应用操作。 （2）以对象为中心的编程 包括四个部件：终端用户编程接口、服务规划、网络服务调度、结点管理。 （3）以状态为中心的编程模式 解决在时间和空间上建立有关物理现象的状态的深化模型。 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 1、结构与组成 可视化的后台管理软件是传感器网络系统的一个重要组成部分，是获取和分析传感器网络数据的重要工具。传感器网络的分析与管理是应用的重点和难点，传感器网络的分析和管理需要一个后台系统来支持。 通常传感器网络在采集探测数据后，通过传输网络将数据传输给后台管理软件。后台管理软件对这些数据进行分析、处理和存储，得到传感器网络的相关管理信息和目标探测信息。后台管理软件可以提供多种形式的用户接口，包括拓扑树、节点分布、实时曲线、数据查询和节点列表等。 后台管理软件也可以发起数据查询任务。 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。组织结构如下图。 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 四个组成部分作用： 数据库用于存储所有数据，主要涉及网络管理信息和传感器探测数据信息两种，包括传感器网络的配置信息、节点属性、探测数据和网络运行的一些信息等。 数据处理引擎负责传输网络和后台管理软件之间的数据交换、分析和处理，将数据存储到数据库。另外它还负责从数据库中读取数据，将数据按照某种方式传递给图形用户界面，以及接受图形用户界面产生的数据等。 后台组件利用数据库中的数据实现一些逻辑功能或者图形显示功能，它主要涉及到网络拓扑显示组件、网络节点显示组件、图形绘制组件等。 图形用户界面是用户对传感器网络进行检测的可视化窗口。 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 2、MoteView软件介绍 MoteView是Windows平台下支持传感器网络系统的可视化监控软件。无线网络中所有节点的数据通过基站储存在 PostreSQL数据库中。MoteView能够将这些数据从数据库中读取并显示出来，也能够实时地显示基站接收到的数据。 MoteView作为无线传感器网络客户端管理和监控软件，功能是提供Windows 图形用户界面，主要作用包括： (1) 管理和监控统；(2) 发送命令指示；(3) 报警功能；(4) Mote 编程功能；(5) 网络诊断。 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 MoteView显示的传感器数据列表 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 MoteView输出的传感器信号波形 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 3、SNAMP软件介绍 中科院开发的SNAMP包括串口、数据处理模块、实时显示模块等主要模块。模块化的设计使得整个系统层次扩展性良好。同时还提供了多种形式的用户接口，包括拓扑树、实时点列表等，满足用户在分析和管理无线传感器网络时的种种需求。 浙江工业大学计算机学院 5.3.3 后台管理软件 SNAMP实时显示传感器网络拓扑结构的