《物联网技术案例教程》课件__第9章32.pptx

第九章 物联网的仿真技术9.1 仿真技术概述物联网设计的评估方法: 数学方法是根据一定的限定条件和合理假设，对系统进行描述，抽象出研究对象的数学分析模型。 物理测试是建立测试床和实验室，搭建网络研究所需的硬件和软件配置环境，建立具有特定特性的实际网络。 计算机仿真是在PC机上利用网络模拟软件来仿真网络系统的运行效果。 计算机仿真技术是通过建立网络设备、链路和协议模型，并模拟网络流量的传输，来获得网络设计所需的网络性能数据。 计算机仿真方法在物联网的设计中最具有应用优势。因为计算机仿真可以解决大规模物联网系统构建的困难，节约成本。　计算机仿真方法具有以下特点：模拟实验机理科学，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。使用范围广，既可用于现有网络的优化和扩容，也可用于新网络的设计，特别适用于大中型规模网络的设计；初期应用成本不高，建好的网络模型可以延续使用，后期投资还会不断下降。计算机仿真的软件体系结构9.2 常用的仿真平台9.2.1 TOSSIM TinyOS是为传感器网络节点而设计的一种事件驱动的操作系统，由加州大学伯利克分校开发，采用nesC编程语言和组件架构方式，能快速实现各种应用。TOSSIM工具的体系结构如何采用TOSSIM模拟器运行TinyOS程序?在PC机上安装好TinyOS之后，可以按照如下步骤打开TinyViz界面，执行某个应用程序的仿真任务。 第一步：打开cygwin应用程序，进入目录 c:/tinyos/cygwin/opt/tinyos-1.x/apps/TestTinyViz，其中最后一级的目录为应用程序，用户自己可以选择。　第二步：运行命令: make pc　第三步：运行命令：build/pc/main.exe??-pthread??26。该命令的格式为 build/pc/main.exe??[options] node_nums，其中options的参数值可以查阅相关的帮助文档。这里模拟的网络节点数目node_nums取作26。　第四步：运行命令：export??DBG=usr1　第五步：打开另外一个cygwin应用程序(注意不要关闭cygwin先前的应用程序)，进入c:/tinyos/cygwin/opt/tinyos-1.x/tools/java/net/tinyos/sim目录。　第六步：运行命令： makemake命令运行的结果 第七步：运行命令：tinyviz –run build/pc/main.exe 26 最后可以看到TinyViz仿真结果的显示界面。运行26个节点的TOSSIM仿真界面Layout布局的下拉菜单项　TOSSIM的显著优点是它运行在PC机上，利用传统的调试工具来调试nesC程序。gdb不是专门为nesC设计的。　nesC中的组件描述意味着单个命令可能有多个提供者，单个命令必须指定所处的模块、配件或接口，才能唯一地确定究竟是哪个命令。9.2.2 OMNeT++ OMNeT++是Objective Modular Network Testbed的简写，也被称作离散事件模拟系统(Discrete Event Simulation System，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。 与其它网络模拟器不同的是，OMNeT++采用的是以C++为核心的工作模式。用NED语言生成的网络拓扑结构的脚本，在生成模拟器的目标文件时，是通过特殊的编译器改写成C语言代码，再嵌入到整个工程。9.2.3 OPNETOPNET面向专业人士，帮助客户进行网络应用的设计、分析和管理。OPNET的四个产品核心：① OPNET Modeler：为技术人员提供一个网络技术和产品开发平台，用于设计和分析网络和通信协议。② ITGuru?：帮助网络专业人士预测和分析网络的性能，查找影响系统性能的瓶颈，提出并验证解决方案。③ ServiceProviderGuru：是面向网络服务提供商的智能化网络管理软件。④ WDM Guru：用于波分复用光纤网络的分析、评测。OPNET的特点：(1) 采用面向对象的技术。 (2) 提供了各种通信网络和信息系统的处理构件和模块。(3) 采用图形化界面来建模。(4) 在过程层次中使用有限状态机来对其它协议和过程进行建模，用户模型和OPNET的内置模型自动生成C语言。(5) 内建了很多性能分析器，自动采集模拟过程的结果数据。(6) 几乎预定义了所有常用的业务模型，如均匀分布、泊松分布等。 Modeler提供了多种业务模拟方式，具有收集分析统计量、查看动画和调试等功能，直接收集各个网络层次的性能统计参数，编制和输出仿真结果的报告。9.2.4 NS2 NS(Network Simulator)是一种源代码公开的、免费的网络模拟