无线传感器网络仿真软件用户手册

无线传感器网络仿真软件

用户手册

2014年12月1日

目录

1.简介 (1)

1.1.背景 (1)

1.2.软件运行环境 (1)

1.3.使用场景 (1)

1.4.试用版使用限制 (2)

2.安装 (2)

2.1.双击安装程序 (2)

2.2.安装向导 (3)

2.3.选择安装目录 (3)

2.4.选择是否建立开始菜单和创建快捷方式 (4)

2.5.安装 (4)

2.6.安装完成 (5)

2.7.Atos-SensorSim快捷方式 (5)

2.8.安装目录中的文件夹 (6)

2.9.Atos-SensorSim主界面 (7)

3.Atos-SensorSim使用 (8)

3.1.网络管理 (8)

3.1.1.生成网络 (8)

3.1.2.查看生成网络的拓扑 (8)

3.1.3.修改生成网络的节点默认通信半径 (9)

3.1.4.显示网络节点属性 (9)

3.1.5.修改网络节点属性 (9)

3.1.6.增加网络节点 (10)

3.1.7.删除网络节点 (10)

3.1.8.网络显示缩放 (11)

3.1.9.保存生成的网络 (12)

3.1.10.打开保存的网络文件 (12)

3.1.11.创建网络文件分组 (13)

3.1.12.删除网络文件分组 (14)

3.1.13.删除网络文件 (15)

3.2.无线传感器网络算法管理 (17)

3.2.1.显示系统目前导入的算法 (17)

3.2.2.开始算法演示 (17)

3.2.3.停止算法演示 (18)

3.2.4.显示算法运行的节点分布 (19)

3.2.5.显示算法的网络链接信息 (19)

3.2.6.显示算法的网络链路质量信息 (20)

3.2.7.显示算法运行过程中经过的路线 (20)

3.2.8.显示算法的查询结果信息 (21)

3.2.9.调节算法演示的运行速度 (21)

3.2.10.单步执行算法 (22)

3.2.12.查看算法运行过程中发生的事件 (23)

3.2.13.查看算法运行过程中发生事件的数据通信量 (24)

3.2.14.查看算法运行过程中发生事件的能量消耗 (24)

3.2.15.查看算法运行过程中的总能量消耗 (25)

3.2.16.快速查看算法运行过程 (25)

3.2.17.创建算法分组 (26)

3.2.18.删除算法分组 (28)

3.2.19.删除算法 (30)

3.3.无线传感器网络实验管理 (30)

3.3.1.显示系统中已保存的实验 (30)

3.3.2.查看实验 (31)

3.3.3.查看实验网络 (31)

3.3.4.查看实验算法 (32)

3.3.5.运行实验 (32)

3.3.6.创建实验分组 (33)

3.3.7.删除实验分组 (34)

3.3.8.删除实验 (36)

1.简介

1.1. 背景

由于传感器网络及其算法的复杂性，传感器网络中的绝大多数算法的性能无法通过理论分析得到。因此，通常采用在模拟器中模拟运行算法的方法以比较算法的性能，对无线传感器网络中的各种协议进行分析。现有传感器网络模拟器集中于对网络层及其下层的模拟，而对包括数据收集、查询处理、拓扑控制、定位、时间同步、组网部署、路由协议等在内完整的模拟涉及较少。比较著名的模拟器如NS2，Glomosim等均是网络底层协议模拟器，且不具备基于图形化用户界面的算法演示、调试、比较等功能。

为了解决上述问题，设计并实现了一新型传感器网络模拟器Atos-SensorSim 以简化各类传感器网络算法的模拟实现，并提供API开发接口，基于Atos-SensorSim实现新的传感器网络算法和协议。除参数配置、网络拓扑生成、算法演示等基本功能外，该模拟器提取了现有的无线传感器网络算法和协议中所需的常用功能，并将其封装成组件以重用。实现了算法演示组件Animator，对算法的详细执行过程进行图形化显示，以便快速发现算法实现的问题以及进行算法调试。Atos-SensorSim具备算法分析功能，通过配置参数，可实现不同参数条件下的实验自动运行、实验结果统计和实验结果图自动生成。Atos-SensorSim极大地降低了模拟算法实现的难度，为比较传感器网络算法的性能提供了一个快捷的平台。

1.2. 软件运行环境

由于采用Java语言开发，模拟器具有跨平台性，可运行于主流的Window和linux操作系统。具体如下：

(1)支持Windows XP、Windows 2000、Windows Vista、Windows7等主流

Windows操作系统。

(2)支持Centos、RedHat linux、Ubuntu等主流Linux操作系统；

1.3. 使用场景

(1)教学

该模拟器可在高校无线传感器网络、物联网相关课程教学过程中使用，为学生演示无线传感器网络Mac协议、路由协议、拓扑控制、时间同步、定位算法、链路估计算法、数据收集及查询、安全与隐私保护等经典无线传感器网络算法的基本原理、算法流程。

(2)科研

该模拟器也可用于高校无线传感网络相关研究方向的高校教师进行算法设计、调试、测试和性能比较的仿真平台。

1.4. 试用版使用限制

Atos-SensorSim试用版，不支持算法导入、用户自定义算法开发、实验配置、实验结果图自动生成等高级功能，且仅集成了部分无线传感器网络算法。在Atos-SensorSim正式版中，上述高级功能及算法种类将不受限制。

2.安装

2.1. 双击安装程序

2.2. 安装向导

点击【下一步】，选择安装目录。

2.3. 选择安装目录

选择安装目录后，点击【下一步】。

2.4. 选择是否建立开始菜单和创建快捷方式

点击【下一步】，进入安装过程。

2.5. 安装

2.6. 安装完成

点击【完成】

2.7. Atos-SensorSim快捷方式

开始菜单出现Atos-SensorSim快捷方式

2.8. 安装目录中的文件夹

安装Atos-SensorSim后，安装目录中的文件夹如下所示：

2.9. Atos-SensorSim主界面

点击Atos-SensorSim.exe，进入Atos-SensorSim主界面

从主界面可以看出，Atos-SensorSim有三项主要的功能：网络管理、算法管理和实验管理。其中，网络管理主要用于配置、生成、显示和保存用于后续实验的不同网络。算法管理用于配置、显示、导入各种无线传感器网络算法，包括数据收集、路由、查询处理、隐私保护、安全、定位、拓扑控制、时间同步等。实验管理用于配置网络和算法参数，运行实验，得到实验结果。

3.Atos-SensorSim使用

3.1. 网络管理

3.1.1.生成网络

用户输入自定义的网络部署区域宽度、网络部署区域高度、网络节点数目、网络描述、节点默认通信半径后，点击【生成】按钮，生成网络。

3.1.2.查看生成网络的拓扑

点击【生成的网络拓扑】，显示生成网络的拓扑连接情况。

3.1.3.修改生成网络的节点默认通信半径

在节点通信半径文本框中输入新的节点通信半径值，例如将其从50m修改为70米，网络拓扑随之发生变化。

3.1.

4.显示网络节点属性

单击网络中的某个节点，从而选中该节点。选中该节后后，在主界面的右下角出现【选中节点属性】界面，该界面中显示了选中节点的属性信息。

3.1.5.修改网络节点属性

在【选中节点属性】界面中，可对选中节点的属性进行修改。例如，将该节点的通信半径从默认值50修改为10，则该节点与周围的节点不连通。

3.1.6.增加网络节点

在【生成的网络】或者【生成的网络拓扑】界面中，进行鼠标双击动作，；或者右击鼠标，在弹出菜单中选择创建节点，则在鼠标所在位置上生成一个新的节点。

3.1.7.删除网络节点

单击网络中的某个节点，从而选中该节点。右击鼠标，在弹出菜单中选择删除节点，则删除选中的节点。

(1)删除前界面

(2)删除后界面

3.1.8.网络显示缩放

当网络较小时，可通过拖动【网络显示缩放】标尺，对显示的网络大小进行缩放。

3.1.9.保存生成的网络

生成网络后，点击【网络】-【另存为】菜单，可将生成的网络保存为文件。

3.1.10.打开保存的网络文件

主界面右侧以.net结束的文件为用户保存的网络文件，双击该文件，则打开该文件保存的网络，以图形化界面的方式在右侧显示。

3.1.11.创建网络文件分组

在主界面左侧【Networks】界面中，右击鼠标，在弹出的菜单中点击【创建分组】，可创建新的网络分组，从而将多个网络文件放到同一个分组中，方便管理。

在弹出菜单中输入新的网络分组名：

点击【OK】后，则在Test分组中建立了一个Test1分组。如下图所示。

3.1.12.删除网络文件分组

在主界面左侧【Networks】界面中，右击鼠标，在弹出的菜单中点击【删除分组】，则删除鼠标指针所在的网络分组、其包含所有的网络文件、以及其子网络分组。

3.1.13.删除网络文件

在主界面左侧【Networks】界面中，选中要删除的网络文件，右击鼠标，在弹出的菜单中点击【删除分组】，则删除选中的网络文件。

基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现

南京航空航天大学 硕士学位论文 基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现 姓名：耿长剑 申请学位级别：硕士 专业：电路与系统 指导教师：王成华 20090101

南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种集成了计算机技术、通信技术、传感器技术的新型智能监控网络，已成为当前无线通信领域研究的热点。 随着生活水平的提高，环境问题开始得到人们的重视。传统的环境监测系统由于传感器成本高，部署比较困难，并且维护成本高，因此很难应用。本文以环境温度和湿度监控为应用背景，实现了一种基于无线传感器网络的监测系统。 本系统将传感器节点部署在监测区域内，通过自组网的方式构成传感器网络，每个节点采集的数据经过多跳的方式路由到汇聚节点，汇聚节点将数据经过初步处理后存储到数据中心，远程用户可以通过网络访问采集的数据。基于CC2430无线单片机设计了无线传感器网络传感器节点，主要完成了温湿度传感器SHT10的软硬件设计和部分无线通讯程序的设计。以PXA270为处理器的汇聚节点，完成了嵌入式Linux系统的构建，将Linux2.6内核剪裁移植到平台上，并且实现了JFFS2根文件系统。为了方便调试和数据的传输，还开发了网络设备驱动程序。 测试表明，各个节点能够正确的采集温度和湿度信息，并且通信良好，信号稳定。本系统易于部署，降低了开发和维护成本，并且可以通过无线通信方式获取数据或进行远程控制，使用和维护方便。 关键词：无线传感器网络，环境监测，温湿度传感器，嵌入式Linux，设备驱动

Abstract Wireless Sensor Network, a new intelligent control and monitoring network combining sensor technology with computer and communication technology, has become a hot spot in the field of wireless communication. With the improvement of living standards, people pay more attention to environmental issues. Because of the high maintenance cost and complexity of dispose, traditional environmental monitoring system is restricted in several applications. In order to surveil the temperature and humidity of the environment, a new surveillance system based on WSN is implemented in this thesis. Sensor nodes are placed in the surveillance area casually and they construct ad hoc network automatieally. Sensor nodes send the collection data to the sink node via multi-hop routing, which is determined by a specific routing protocol. Then sink node reveives data and sends it to the remoted database server, remote users can access data through Internet. The wireless sensor network node is designed based on a wireless mcu CC2430, in which we mainly design the temperature and humidity sensors’ hardware and software as well as part of the wireless communications program. Sink node's processors is PXA270, in which we construct the sink node embedded Linux System. Port the Linux2.6 core to the platform, then implement the JFFS2 root file system. In order to facilitate debugging and data transmission, the thesis also develops the network device driver. Testing showed that each node can collect the right temperature and humidity information, and the communication is stable and good. The system is easy to deploy so the development and maintenance costs is reduced, it can be obtained data through wireless communication. It's easy to use and maintain. Key Words: Wireless Sensor Network, Environment Monitoring, Temperature and Humidity Sensor, Embedded Linux, Device Drivers

基于opnet移动无线网络的仿真

基于opnet移动无线网络的仿真 设计任务： 1.熟练操作和运用opnet软件 2.理解和掌握无线网络的工作原理 3.理解和掌握网络仿真的原理、步骤、内容和方法 4.运用opnet软件对无线网络进行仿真 要求： 1.熟练操作和运用opnet软件 2.查阅大量资料文献：明确网络仿真的原理、步骤、内容和方法 3.认真做好学习笔记，按时完成设计

目录 一、仿真技术 (3) 1.1什么叫仿真 (3) 1.2仿真的分类 (3) 1.3网络仿真 (4) 1.3.1网络仿真的产生背景： (5) 1.3.2网络仿真的意义： (5) 1.3.3四种网络设计方法的比较 (5) 1.4当前主要的仿真工具 (6) 二、OPNET简介 (6) 2.1opnet简介 (6) 2．1.2 OPNET历史和现状 (6) 2.1.2 OPNET 全线产品介绍(1) (7) 2.1.2 OPNET 全线产品介绍(2) (7) 2.2opnet modeler简介 (8) 2.2.1OPNET Modeler的主要特性 (10) 2.2.3 OPNET Modeler 进行仿真的流程 (12) 2.2.4OPNET Modeler 三层建模机制 (12) 三、无线网络 (13) 3.1无线网络概述 (13) 3.1.1无线网络的发展 (14) 3.1.2无线网络的逻辑结构 (14) 3.2无线网络的分类 (16) 3.3无线网络的设备 (17) 四、基于opnet创建一个移动无线网络 (18) 4.1概述 (18) 4.2开始建立 (18) 4.3创建天线模型 (18) 4.4创建指向处理器 (18) 4.5创建节点模型 (18) 4.6创建网络模型 (18) 4.7收集统计量并运行仿真 (18) 4.8查看并分析结果 (18) 五、参考文献 (18)

无线传感器网络的特点

无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传

感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，

从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。

(中文)基于无线传感器网络桥梁安全监测系统

基于无线传感器网络的桥梁安全检测系统 摘要 根据桥梁监测无线传感器网络技术的桥梁安全监测系统，以实现方案的安全参数的需要；对整个系统的结构和工作原理的节点集、分簇和关键技术，虽然近年来在无线传感器网络中，已经证明了其潜在的提供连续结构响应数据进行定量评估结构健康，许多重要的问题，包括网络寿命可靠性和稳定性、损伤检测技术，例如拥塞控制进行了讨论。 关键词：桥梁安全监测；无线传感器网络的总体结构；关键技术 1 阻断 随着交通运输业的不断发展，桥梁安全问题受到越来越多人的关注。对于桥梁的建设与运行规律，而特设的桥梁检测的工作情况，起到一定作用，但是一座桥的信息通常是一个孤立的片面性，这是由于主观和客观因素，一些桥梁安全参数复杂多变[1]。某些问题使用传统的监测方法难以发现桥梁存在的安全风险。因此长期实时监测，预报和评估桥梁的安全局势，目前在中国乃至全世界是一个亟待解决的重要问题。 桥梁安全监测系统的设计方案，即通过长期实时桥跨的压力、变形等参数及测试，分析结构的动力特性参数和结构的评价科关键控制安全性和可靠性，以及问题的发现并及时维修，从而确保了桥的安全和长期耐久性。 近年来，桥梁安全监测技术已成为一个多学科的应用，它是在结构工程的传感器技术、计算机技术、网络通讯技术以及道路交通等基础上引入现代科技手段，已成为这一领域中科学和技术研究的重点。 无线传感器网络技术，在桥梁的安全监测系统方案的实现上，具有一定的参考价值。 无线传感器网络（WSN）是一种新兴的网络科学技术是大量的传感器节点，通过自组织无线通信，信息的相互传输，对一个具体的完成特定功能的智能功能的协调的专用网络。它是传感器技术的一个结合，通过集成的嵌入式微传感器实时监控各类计算机技术、网络和无线通信技术、布式信息处理技术、传感以及无线发送收集到的环境或各种信息监测和多跳网络传输到用户终端[2]。在军事、工业和农业，环境监测，健康，智能交通，安全，以及空间探索等领域无线传感器网络具有广泛应用前景和巨大的价值。 一个典型的无线传感器网络，通常包括传感器节点，网关和服务器，如图1

完整版无线传感器网络仿真软件用户手册

无线传感器网络仿真软件用户手册

2014年12月1日 目录 1. 简介 (1) 1.1. 背景 (1) 1.2. 软件运行环境 (1) 1.3. 使用场景 (2) 1.4. 试用版使用限制 (2) 2. 安装 (2) 2.1. 双击安装程序 (2) 2.2. 安装向导 (3) 2.3. 选择安装目录 (3) 2.4. 选择是否建立开始菜单和创建快捷方式 (4) 2.5. 安装 (4) 2.6. 安装完成 (5) 2.7. Atos-SensorSim快捷方式 (5) 2.8. 安装目录中的文件夹 (7) 2.9. Atos-SensorSim主界面 (7) 3. Atos-SensorSim使用 (8) 3.1. 网络管理 (8) 3.1.1. 生成网络 (8) 3.1.2. 查看生成网络的拓扑 (8) 3.1.3. 修改生成网络的节点默认通信半径 (9) 3.1.4. 显示网络节点属性 (9) 3.1.5. 修改网络节点属性 (10) 3.1.6. 增加网络节点 (10) 3.1.7. 删除网络节点 (11) 3.1.8. 网络显示缩放 (12) 3.1.9. 保存生成的网络 (12) 3.1.10. 打开保存的网络文件 (13) 3.1.11. 创建网络文件分组 (13) 3.1.12. 删除网络文件分组 (15) 3.1.13. 删除网络文件 (16) 3.2. 无线传感器网络算法管理 (18) 3.2.1. 显示系统目前导入的算法 (18) 3.2.2. 开始算法演示 (18) 3.2.3. 停止算法演示 (19) 3.2.4. 显示算法运行的节点分布 (20)

无线网络的模拟

NS2对WiFi的支持 [1] 无线网络概述 目前无线网络可以分为两类： (1)有固定接入点的无线网络(Infrastructure Wireless Networks) 通常所说的移动通信系统(例如手机)属于这类，特点是所有移动终端的通信都必须通过固定接入点(例如基站)来完成。 (2)无固定接入点的无线网络(Infrastructureless Wireless Networks) 通常称这种网络为Ad Hoc网络或MANET(Mobile Adhoc Networks)。Ad Hoc网络无固定的路由器，网络中的节点既是通信终端，同时也是转发数据包的路由器，通常又称之为自组织网络(self-organized network)。 注意： (a)Ad Hoc网络无需任何固定接入节点，信息数据的交互全部通过无线网络各移动终端之间接力的方式来实现。 (b)Ad Hoc网络通常应用于很难设立固定接入点或者固定接入点建造代价较高的场合。 [2] NS2的无线网络的移动节点 无线模块最初是由CMU的Monarch工作组引入到NS中的。此无线模块不仅可以对WLAN 或者多跳的Ad Hoc等无线网络进行模拟，还可以模拟有线和无线混合的复杂网络。 2.1、移动节点的结构 无线模型的核心是移动节点(Mobile Node)，它代表实际无线网络中的站点(Station, STA)。移动节点是由一系列的网络构建构成的，这些构件包括：LL, ARP, IFq, Mac, NetIF 注意： (1)NS2中实现了WLAN采用的IEEE 802.11的DCF(Distributed Coordination Function)MAC协议。此外，还实现了无线传感器网络(WSN)所使用的IEEE 802.15标准。 (2)802.11的MAC控制采用的是CSMA/CA (通过物理载波检测和虚拟载波检测[NAV网络分配矢量，表示媒介空闲剩余时间值]策略的结合)；而以太网802.3的MAC控制采用是CSMA/CD。 2.2、移动节点的创建 创建无线网络的模拟场景最主要的就是创建移动节点。移动节点的创建与有线节点的创建不同。主要的区别是：在创建移动节点之前，必须对移动节点进行配置。

无线传感器网络的应用研究

1武警部队监控平台架构介绍与设计 1.1监控系统的系统结构 基站监控系统的结构组成如上图所示，主要由三个大的部分构成，分别是监控中心、监控站点、监控单元。整个系统从资金、功能以及方便维护性出发，我们采用了干点加节点方式的监控方法。 监控中心（SC）：SC的定义是指整个系统的中心枢纽点，控制整个分监控站，主要的功能是起管理作用和数据处理作用。一般只在市级包括（地、州）设置相应的监控中心，位置一般在武警部队的交换中心机房内或者指挥中心大楼内。 区域监控中心（SS）：又称分点监控站，主要是分散在各个更低等级的区县，主要功能是监控自己所负责辖区的所有基站。对于固话网络，区域监控中心的管辖范围为一个县/区；移动通信网络由于其组网不同于固话本地网，则相对弱化了这一级。区域监控中心SS的机房内的设备配置与SC的差不多，但是不同的是功能不同以及SS的等级低于SC,SS的功能主要是维护设备和监控。 监控单元（SU）：是整个监控系统中等级最低的单元了，它的功能就是监控并且起供电，传输等等作用，主要由SM和其他供电设备由若干监控模块、辅助设备构成。SU侧集成有无线传感网络微设备，比如定位设备或者光感，温感设备等等。 监控模块（SM）：SM是监控单元的组成部分之一，主要作用监控信息的采集功能以及传输，提供相应的通信接口，完成相关信息的上传于接收。

2监控系统的分级管理结构及监控中心功能 基站监控系统的组网分级如果从管理上来看，主要采用两级结构：CSC集中监控中心和现场监控单元。CSC主要设置在运营商的枢纽大楼，主要功能为数据处理，管理远程监控单元，对告警信息进行分类统计，可实现告警查询和存储的功能。一般管理员可以在CSC实现中心调度的功能，并将告警信息进行分发。而FSU一般针对具体的某一个基站，具体作用于如何采集数据参数并进行传输。CSC集中监控中心的需要对FSU采集的数据参数进行报表统计和分析，自动生产图表并为我们的客户提供直观，方便的可视化操作，为维护工作提供依据，维护管理者可以根据大量的分析数据和报表进行快速反应，以最快的速度发现网络的故障点和优先处理点，将人力资源使用在刀刃上。监控中心CSC系统的功能中，还有维护管理类，具体描述如下： 1）实时报警功能 该系统的报警功能是指发现机房里的各种故障后，通过声音，短信，主界面显示的方式及时的上报给操作者。当机房内的动力环境，空调，烟感，人体红外等等发生变量后，这些数据通过基站监控终端上传到BTS再到BSC。最后由数据库进行分类整理后存储到SQLSEVRER2000中。下面介绍主要的几种报警方式： 2)声音报警 基站发生告警后，系统采集后，会用声卡对不一样的告警类别发出对应的语音提示。比如：声音的设置有几种，主要是以鸣叫的长短来区分的。为便于引起现场维护人员的重视紧急告警可设置为长鸣，不重要的告警故障设置为短鸣。这样一来可以用声音区分故障的等级，比方某地市的中心交换机房内相关告警声音设置，它的开关电源柜当平均电流达到40AH的时候，提示声音设置为长鸣，并立即发生短信告警工单。如果在夜晚机房无人值守的情况下：

无线传感器网络的应用与影响因素分析

无线传感器网络的应用与影响因素分析 摘要：无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初，由于军事方面的需要，无线传感网络不断发展，传感器网络技术不断进步，其应用的范围也日益广泛，已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词：无线传感器网络；传感器节点；限制因素 applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis liu peng (college of computer science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a comprehensive description of the development

基于无线传感器网络的智能交通系统的设计

一、课题研究目的 针对目前中国的交叉路口多，车流量大，交通混乱的现象研究一种控制交通信号灯的基于无线传感器的智能交通系统。 二、课题背景 随着经济的快速发展，生活方式变得更加快捷，城市的道路也逐渐变得纵横交错，快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置，而交通安全问题则是重中之重。据世界卫生组织统计，全世界每年死于道路交通事故的人数约有120 万，另有数100 万人受伤。中国拥有全世界1. 9 %的汽车，引发的交通事故占了全球的15 % ，已经成为交通事故最多发的国家。2000 年后全国每年的交通事故死亡人数约在10 万人，受伤人数约50万，其中60 %以上是行人、乘客和骑自行车者。中国每年由于汽车安全方面所受到的损失约为5180 亿(人民币)，死亡率为9 人/ 万·车，因此，有效地解决交通安全问题成为摆在人们面前一个棘手的问题。 在中国，城市的道路纵横交错，形成很多交叉口，相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。而目前的交通情况是人车混行现象严重，非机动车的数量较大，路口混乱。由于车辆和过街行人之间、车辆和车辆之间、特别是非机动车和机动车之间的干扰，不仅会阻滞交通，而且还容易发生交通事故。根据调查数据统计，我国发生在交叉口的交通事故约占道路交通事故的1/ 3，在所有交通事故类型中居首位，对交叉口交通安全影响最大的是冲突点问题，其在很大程度上是由于信号灯配时不合理(如黄灯时间太短,驾驶员来不及反应)，以及驾驶员不遵循交通信号灯，抢绿灯末或红灯头所引发交通流运行的不够稳定。随着我国经济的快速发展，私家车也越来越多，交通控制还是延续原有的定时控制，在车辆增加的基础上，这种控制弊端也越来越多的体现出来，造成了十字交叉路口的交通拥堵和秩序混乱，严重的影响了人们的出行。智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性。国外已经率先开展了智能交通方面的研究。 美国VII系统(vehicle infrastructure integration)，利用车辆与车辆、车辆与路边装置的信息交流实现某些功能，从而提高交通的安全和效率。其功能主要有提供天气信息、路面状况、交叉口防碰撞、电子收费等。目前发展的重点主要集中在2个应用上: ①以车辆为基础; ②以路边装置为基础。欧洲主要是CVIS 系统(cooperative vehicle infrastructure system)。它有60 多个合作者，由布鲁塞尔的ERTICO 组织统筹，从2006 年2 月开始到2010年6月，工作期为4年。其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合交流平台，这个平台能运用到车辆和路边装置提高交通管理效率，其中车辆不仅仅局限于私人小汽车，还包括公共交通和商业运输。日本主要的系统是UTMS 21 ( universal traffic management system for the 21st century , UTMS 21)。是以ITS 为基础的综合系统概念,由NPA (National Police Agency) 等5个相关部门和机构共同开发的，是继20 世纪90 年代初UTMS 系统以来的第2代交通管理系统，DSSS是UTMS21中保障安全的核心项目，用于提高车辆与过街行人的安全。因此，从国外的交通控制的发展趋势可以看出，现代的交通控制向着智能化的方向发展，大多采用计算机技术、自动化控制技术和无线传感器网络系统，使车辆行驶和道路导航实现智能化，从而缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。

无线城域网的MiXax技术仿真

《无线网络技术》实验三报告单 班级____ __ 姓名_____ __ _ 学号____ ____ 实验日期_ ___ 评分____ 教师签名_______________ 实验名称：无线城域网的MiXax技术仿真 实验目的： 了解WiMax技术在无线局域网的应用及加深对WiMax工作机制的理解。 实验内容： 1.WiMax简介 WiMax 又称为802.16 无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30 英里的范围),以及对3G 可能构成的威胁，使WiMax 在最近一段时间备受业界关注。该技术以IEEE 802.16 的系列宽频无线标准为基础。 2.WiMax优势 优势之一，实现更远的传输距离。WiMax 所能实现的50 公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G 发射塔的10 倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。 优势之二，提供更高速的宽带接入。据悉，WiMax 所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G 所能提供的宽带速度的30 倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。 优势之三，提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi－Fi 热点连接到互联网，也可作为DSL 等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMax 可为50 公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。 优势之四，提供多媒体通信服务。由于WiMax 较之Wi－Fi 具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。 优势之五, 从产业链来讲，Wimax 有商用数据上网卡有商用手机(HTCMax 4G)，并且还存在终端一致性测试的问题。所以，WiMax 的产业链还需要经过像TD-SCDMA 产业链的规模

无线传感器网络研究报告现状及发展

无线传感器网络的研究现状及发展 默认分类 2008-06-12 18:19:20 阅读910 评论0 字号：大中小 摘要：无线传感器网络(WSN>综合了传感器技术、微电子机械系统(MEMS>嵌入式计算技术．分布式信息处理技术和无线通信技术，能够协作地实时感知、采集、处理和传输各种环境或监测对象的信息．具有十分广阔的应用前景，成为国内外学术界和工业界新的研究领域研究热点。本文简要介绍了无线传感器网络的网络结构、节点组成，分析了无线传感器网络的特点及其与现有网络的区别。进而介绍现有无线传感器网络中的MAC层技术、路由技术、节点技术和跨层设计等关键技术。最后展望无线传俄器网络的应用和发展并指出关键技术的进步将起到决定性的促进作用。 关键词：无线传感器网络节点 MAC层路由协议跨层设计 Abstract: Wireless sensor network (WSN> is integration of sensor techniques, Micro-Electro-Mechanical Systems, embedded computation techniques, distributed computation techniques and wireless communication technique. They can be used for sensing, collecting, processing and transferring information of monitored objects for users. As a new research area and interest hotspot of academia and industries, Wireless Sensor Network(WSN> has a wide application future. This paper briefly introduced the wireless sensor network of networks, nodes, the analysis of the characteristics of wireless sensor networks and the differences wih the existing networks. And the MAC layer technology, routing technology, joint cross-layer design technology and key technology are introduced . At last the prospects of wireless sensor network are discussed in this article. Key Words: Wireless Sensor Network, node, MAC, routing protocol, Cross-layer design 一、概述 随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的发展进步，包括微电子机械系统

基于无线传感网络的大型结构健康监测系统_尚盈

文章编号:1004-9037(2009)02-0254-05 基于无线传感网络的大型结构健康监测系统 尚　盈　袁慎芳　吴　键　丁建伟　李耀曾 (南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,南京,210016) 摘要:针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判别了集中载荷模拟的损伤位置。本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成。为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块。实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易维护和搭建移动方便等优点。 关键词:无线传感网络;结构健康监测;层次路由协议;自组织竞争网络中图分类号:T P2;T P9 文献标识码:A 　基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2007AA 032117)资助项目;国家自然科学基金(60772072,50420120133)资助项目;航空基金(20060952)资助项目。　收稿日期:2007-09-05;修订日期:2008-04-17 Large -Scale Structural Health Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks S hang Ying ,Yuan Shenf ang ,Wu J ian ,Ding J ianw ei ,L i Yaoz eng (T he A ero nautic Key La bo rat or y o f Smart M ater ial and Str uct ur e,N anjing U niv ersit y o f Aer onautics and A str onautics,N anjing,210016,China) Abstract :Aimed at the large-scale structure and anisotropy nature o f the carbon fiber compos-ite material w ing box ,a large-scale structural health m onitoring system based on w ireless sen-sor netw orks is presented .A kind of artificial neural netw ork is designed to distinguish the damag e locatio n simulated by the co ncentrated load .The sy stem co nsists o f the sensor data ac-quisition,the w ireless sensor netw or ks,and the terminal monitoring sub-sy stem s.To im pro ve the performance o f the system ,the signal conditio ning circuit and the hierarchical routing pro -to col are designed based o n w ireless sensor netw orks ,the prog rams of data acquisition and Sink node are ex ploited.Experimental result pro ves that the system has advantag es of flexibili-ty o f deplo yment,low maintenance and deploym ent costs . Key words :w ir eless senso r netw or ks ;str uctural health monitoring ;hierarchical routing ;self -org anizing com petitive netw o rk 引 言 结构健康监测技术是采用智能材料结构的新概念,利用集成在结构中的先进传感/驱动元件网络,在线实时地获取与结构健康状况相关的信息(如应力、应变、温度、振动模态、波传播特性等),结 合先进的信号信息处理方法和材料结构力学建模 方法,提取特征参数,识别结构的状态,包括损伤,并对结构的不安全因素在其早期就加以控制,以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展,从而实现结构健康自诊断、自修复、保证结构的安全和降低维修费用[1]。 无线传感网络节点具有局部信号处理的功能, 第24卷第2期2009年3月数据采集与处理Jour nal of D ata A cquisition &P ro cessing Vo l.24N o.2M a r.2009

无线传感器网络技术的应用

无线传感器网络技术的应用 摘要：无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器网络，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络在军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通等方面的现有应用，最后提出无线传感器网络技术需要解决的问题。 关键词：无线传感器网络，军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通。 1．无线传感器网络研究背景以及发展现状 随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展，90年代末，美国首先出现无线传感器网络（WSN）。1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。1998年，同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。WSN是由布置在监测区域内传感器节点以无线通信方式形成一个多跳的无线自组网（Ad hoc），其目的是协作的感知，采集

和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者是WSN的三要素。将Ad hoc技术与传感器技术相结合，人们可以通过WSN感知客观世界，扩展现有网络功能和人类认识世界的能力。WSN技术现已经被广泛应用。图为WSN基本结构。 WSN经历了从智能传感器，无线智能传感器到无线传感器三个发展阶段，智能传感器将计算能力嵌入传感器中，使传感器节点具有数据采集和信息处理能力。而无线智能传感器又增加了无线通信能力，WSN将交换网络技术引入到智能传感器中使其具备交换信息和协调控制功能。 无线传感网络结构由传感器节点，汇聚节点，现场数据收集处理决策部分及分散用户接收装置组成，节点间能够通过自组织方式构成网络。传感器节点获得的数据沿着相邻节点逐跳进行传输，在传输过程中所得的数据可被多个节点处理，经多跳路由到协调节点，最后通过互联网或无线传输方式到达管理节点，用户可以对传感器网络进行决策管理、发出命令以及获得信息。无线传感器网络在农业中的运用是推进农业生产走向智能化、自动化的最可行的方法之一。近年来国际上十分关注WSN在军事，环境，农业生产等领域的发展，美国和欧洲相继启动了WSN研究计划，我国于1999年正式启动研究。国家自然科学基金委员会在2005年将网络传感器中基础理论在一篇我国20年预见技术调查报告中，信息领域157项技术课题中7项与传感器网络有直接关系，2006年初发布的《国家长期科学与技术发展

2013秋川大无线传感器网络及应用第一二次作业答案

《无线传感器网络及应用》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共11个小题，每小题2.5 分，共27.5分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.下面哪种协议不属于路由协议（ C ）。 A.地理位置路由协议 B.能量感知路由协议 C.基于跳数的路由协议 D.可靠的路由协议 2.ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（ D ）。 A.40Kbps B.20Kbps C.256 Kbps D.250kbps 3.传感器节点（ D ）范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。 A.视线 B.跳数 C.网络 D.通信半径 4.TinyOS是一个开源的（ D ）操作系统，它是由加州大学的伯利克分校开发， 主要应用于无线传感器网络方面。 A.桌面 B.后台 C.批处理 D.嵌入式 https://www.wendangku.net/doc/bb16954612.html,N技术使用了哪种介质（ A ）。 A.无线电波 B.双绞线 C.光波 D.沙狼 6.传感器节点消耗能量主要消耗在（ A ）上。 A.无线通信模块 B.处理器模块 C.传感器模块 D.管理模块 7.传感器最早起于二十世纪（ B ）年代。 A.60年代 B.70年代 C.80年代 D.90年代 8.定向扩散（Directed Diffusion，DD）路由协议是一种（ B ）机制。 A.能量感知路 B.基于查询的路由

C.地理位置路由 D.可靠的路由 9.传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对方向性要求较高时，应 选择在其它方向上灵敏度（）的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越（）越好。 A A.小；小 B.小；大 C.高；高 D.高；底 10.传感器的频率响应越（），则可测的信号频率范围就越（）。C A.小；高 B.大；宽 C.高；宽 D.大；高 11.传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。理论上在此范围内，灵敏度保持 定值。传感器的线性范围越（），则它的量程就越（），并且能保证一定的测量精度。D A.小；宽 B.小；高 C.高；大 D.宽；大 二、多项选择题。本大题共29个小题，每小题2.5 分，共72.5分。在每小题给出的选项中，有一项或多项是符合题目要求的。 1.根据节点数目的多少，传感器网络的结构可以分为（AD）。 A.平面结构 B.网络结构 C.星形结构 D.分级结构 2.传感器节点消耗能量的模块包括（ACD）。 A.传感器模块 B.存储模块 C.处理器模块 D.无线通信模块 3.下面哪些属于数据融合的方法（ABD）。 A.模糊逻辑法 B.神经网络方法 C.优选法 D.综合平均法 4.目前人们采用的节能策略主要有（AC）。 A.休眠机制 B.定时发送机制 C.数据融合机制

无线传感器网络课后习题含答案

1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 （1）根据结点数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小，一般采用平

面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。 （2）平面结构： 特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。 优点：源结点和目的结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈，网络比较健壮。 缺点：①影响网络数据的传输速率，甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差，需要大量控制消息。 分级结构： 特征：传感器网络被划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发，簇成员只负责数据的采集。 优点：①大大减少了网络中路由控制信息的数量，具有很好的可扩充性。②簇头可以随时选举产生，具有很强的抗毁性。 缺点：簇头的能量消耗较大，很难进人休眠状态。 1-13.讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。 (1)用在智能家具系统中，将传感器嵌入家具和家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。 (2)用在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。 (3)用在只能交通中，运用无线传感器监测路面、车流等情况。 2-2.传感器由哪些部分组成?各部分的功能是什么? 2-5.集成传感器的特点是什么? 体积小、重量轻、功能强、性能好。 2-7.传感器的一般特性包括哪些指标? 灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滞。 2-15.如何进行传感器的正确选型？ 1.测量对象与环境：分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。 2.灵敏度：选择较高信噪比的传感器，并选择适合的灵敏度方向。 3.频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率，以及延时短的传感器。 4.线性范围：传感器种类确定后观察其量程是否满足要求，并且选择误差小的传感器。 5.稳定性：根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响，尽量选择稳定性好的传感器。 6.精度：选择满足要求的，相对便宜的传感器。 2-17.简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。 磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值，可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化，一旦磁传感器检测出场强变化，则采用一些信号处理办法，将传感器信号转换成需要的参数值。 3-2.无线网络通信系统为什么要进行调制和解调?调制有哪些方法? （1）调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。采用什