《无线传感器网络技术》开发环境.ppt

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 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）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-2 NS(Network Simulator)-2是UC Berkly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。  GloMoSim GloMoSim(Global Mobile Information Systems Simulator)，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成。 OPNET OPNET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，IT Guru、SP Guru、OPNET Development Kit和WDM Guru等 它的优点是图形化界面做得很好。 OPNET进行网络模拟的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。 TOSSIM TOSSIM是美国UC Berkly大学开发的，基于TinyOS的无线传感器网络模拟器。设计者在开发TOSSIM时主要进行了四方面的考虑： 规模性：模拟器必须能够模拟拥有数千个传感器节点的各种不同架构的网络。在2003年的时候已经部署的基于TinyOS的无线传感器网络的规模已经达到了850个节点，设计出的模拟器必须能够应对目前这样大规模的网络，以及将来的更大规模的网络。 完整性：无线传感器网络是基于事件驱动的，也可以说是应用相关的，所以模拟器必须覆盖各个层的需要，反映层次之间的交互。 精确性：模拟器应该在一个合适的粒度上去捕获网络内部的活动，获取节点内或节点间的精确的时序关系对于评估和测试网络非常重要。同时模拟器应该尽可能准确的反映出那么网络内的各种活动，包括异常的活动。 桥梁作用：模拟器应该在网络协议与实际应用之间充当一个桥梁作用，方便使用者开发和验证运行于真实硬件上的程序。因为，有些理论上好的算法实现的时候并