前言

无线网络感应器互联网是当今国际性上备受关注的、涉及到多课程高宽比交叉式、专业知识高宽比集成化的最前沿网络热点研究领域。将来的传感器网络互联网将向海、陆、空、天系统化应用系统的角度发展趋势，最后将变成人们生产制造与生活不可缺少的一部分。传感器网络互联网不论是在国防安全，或是在社会经济的各行各业均拥有广泛的应用前景。对该工艺的深入分析与应用推广将促进在我国信息化管理的过程，并很大地推动有关行业和课程的发展趋势。

在进行的传感器网络互联网的分析中，大家都务求紧紧围绕互联网的各种各样重要特性对传感器网络互联网的各种各样技术性完成改善。殊不知受不足的财力和互联网情况的限定，在试验室搭建规模性的研究服务平台较为价格昂贵。因而，灵活运用原有資源，搭建虚似的模拟仿真自然环境是十分有意思的。

文中在传感器网络互联网特征和tcp协议的研究基础上，充分利用网络模拟仿真软件NS2开展了科研和二次开发，搭建了一个根据各种各样传感器网络互联网重要性能指标的模拟页面。促使客户还可以根据模拟仿真页面来独立配备互联网原素，构建互联网，运作并直接地展示各种各样重要特性，以对其科学研究具有一定的指导意义。

1 传感器网络七层协议及NS2模拟仿真体制

1．1 传感器网络七层协议

七层协议是互联网的协议书分层次及其网络层协议的结合，是对互联网以及构件所应进行作用的界定和叙述。针对传感器网络互联网而言，图l是感应器连接点应用的最常见的网络层协议系统架构，包含物理层、数据链路层、传输层和网络层，与互联网技术tcp协议的五层协议书相对性应。除此之外，还包含网络安全管理控制模块。这种管理系统促使感应器连接点可以依照电力能源高效率的方法协调工作，在连接点挪动的无线传感器中分享数据信息，并适用多个任务和共享资源。该实体模型既参照了目前通用性互联网的TCP／IP和0sI实体模型的构架，与此同时又包括了无线传感器独有的电池管理、挪动管理方法及任务管理。网络层为不一样的使用带来了一个相对性统一的高层住宅插口；假如必须，网络层能为无线传感器维持数据流分析或确保与Internet联接；传输层关键关注数据信息的路由器；数据链路层融洽无线网络媒质的浏览，尽量避免邻近连接点广播节目时的矛盾；物理层为操作系统给予一个简易、平稳的调配、传送和接受系统软件。除此而外，开关电源、挪动和任务管理承担感测器连接点动能、挪动和分配任务的检测，协助感测器连接点融洽传感每日任务，尽量避免全部体系的功能损耗。

1．2 NS2的模拟仿真体制

NS是美国西雅图Lawrence Berkeley国家级实验室于1989年逐渐开发设计的手机软件。NS是一种可拓展、以配备和可编程控制器的量化策略的仿真工具，能够给予有线网络、wifi网络中链路层以及顶层，精准到数据文件的一系列个人行为的模拟仿真。最值得一提的是，NS中的很多协议书编码都和真正互联网中的运用编码十分贴近，其真实有效和稳定性居于全球模拟仿真软件的前端。

NS最底层的模拟仿真模块关键由C 撰写，与此同时运用0TCL语言做为模拟仿真指令和配备的插口语言表达，互联网模拟仿真的全过程由一段OTCL的脚本制作来叙述，这一段脚本制作根据启用模块中各种特性、方式 ，界定互联网的拓扑结构，配备源连接点、目地连接点，创建联接，造成全部事情的时刻表，运作并追踪模拟仿真結果，还能够对結果开展对应的统计分析解决或绘图。

一般 状况下，NS仿真器的作业从建立仿真器类（simulator）的案例逐渐，仿真器启用各种各样方式 转化成连接点，从而结构系统架构图，对模拟仿真的每个目标开展配备，界定事情，随后依据概念的事情，仿真模拟全部互联网主题活动的全过程。

仿真器封裝了好几个程序模块：

（1）事情生产调度器：因为NS是根据量化策略的，生产调度器也变成 NS的调度系统，能够追踪模拟仿真時间，生产调度当今事情链中的模拟仿真時间并交给造成该情况的目标解决。

（2）连接点：是一个复合型部件，在NS中能够表明端连接点和无线路由器，连接点为每一个联接到他的连接点分派差异的端口号，用以仿真模拟具体互联网中的端口号。

（3）链接：有好几个部件复合型而成，用于联接节点。

（4）代理商：代理商类包括源及目地连接点详细地址，数据文件种类、尺寸、优先等状态变量，每一个代理商连接到一个节点上，一般 连结到端连接点，由该连接点给他们分派端口。

（5）包：由脑部和数据信息两部份构成。

NS采用对真正互联网原素开展抽象性，保存其本质特征，并应用等效电路叙述的办法来创建互联网模型仿真。她们由很多的模拟仿真部件所组成，用以完成对真正互联网的抽象性和仿真模拟。

2 模拟仿真服务平台设计方案

2．1 系统软件总体构造

NS2的主编码关键选用Tcl和C 二种语言表达实现撰写。C 的程序执行時间很短，变换時间较长，合适实际协议书的完成，而Tcl运作比较慢但变换迅速，恰好用于模拟仿真的配备。Tcl给予了一个强大的服务平台，能够转化成朝向多种多样网站的应用软件、协议书、驱动软件这些。他与Tk（too1kit）合作，可生产制造GUI应用软件。Tk是根据Tcl的图型软件开发辅助工具，是Tcl的关键拓展一部分。运用Tcl／Tk开展页面程序编写速度更快，且页面程序编写工作中还可以从应用软件的一部分分离出来起来，开发者能够先集中注意力完成系统的关键一部分，随后逐渐创建操作界面。

文中关键也是选用Tk工具箱来做出友善的传感器网络互联网客户操作面板，将所需运转的ns编码置入在其中，根据Nam动漫演试来呈现互联网运作的全过程，用Xgraph静态数据数据图表来剖析互联网的各种各样重要特性。根据Tcl脚本制作来表述在操作界面上所界定的网络拓扑结构、情景主要参数及其网络层协议等互联网情景信息内容。

系统软件系统架构如图2所显示。系统软件具体有互联网情景控制模块和功能剖析控制模块构成，互联网情景控制模块关键包含环境监控系统设置、拓扑结构转化成及其网络层协议加上的完成。当制定好通信基站及其一般连接点拓扑结构范畴后，随机生成一个节点拓扑结构文档，融合其他的温湿度和网络层协议，便可进行网络空间的复位。

在NS2仿真器中，仿真模拟的配备被做为一种编程设计而不是一种静态数据的配备。一次仿真模拟的情景为模仿的运作界定了一个键入配备，NS选用Tcl脚本制作来叙述客户上传的网络模拟情景。

当递交网络模拟情景后，依据主要参数便会转化成Tcl仿真模拟脚本制作并启用NS仿真器开展仿真模拟运作互联网，仿真模拟完毕后特性剖析控制模块即被激话，特性剖析控制模块关键包含Nam动漫演试和Xgraph静态数据特性剖析的完成。在其中静态数据剖析完成了互联网动能、延迟、丢包率及其货运量等重要性能指标的模拟仿真。

2．2 系统软件实际完成

系统软件主要的使用者操作面板如图所示3所显示：

在互联网情景控制模块中，情景主要参数的设置仅由操作界面键入便可进行，递交主要参数时可全自动加上至后台程序的Tcl脚本制作中并启用NS仿真器开展运作，殊不知倘若加上自定网络层协议，则需做好对应的NS二次开发，先开发设计出想加上的网络层协议，并加入至后台程序的Tcl脚本制作中，随后才可以添至操作界面中。

在功能剖析控制模块中，互联网动漫演试主要是根据启用Nam数据分析工具来完成，互联网关键重要性能指标的静态数据表明则是根据gawk语言表达对互联网运作的追踪文档开展载入、解决，最终根据Xgraph图表化获得的。

3 模拟仿真特性剖析

大家以經典层级ospf协议leach协议书的运作为例子，来观察系统软件客户操作面板的应用。

在UI界面中导入须要的环境监控系统，在MAC协议书下拉选项中选择Mac／Sensor，在rouTIng协议书中选择leach，随后确定键入点一下控制0K？开展递交网络模拟情景设定。随后点一下控制Run启用Ns仿真器开展运作仿真模拟互联网（在其中Clear控制用于清晰键入，Reset控制用于修复默认）。待仿真模拟进行后，特性剖析控制模块被激话，如图4所显示。

这时，大家便可观查互联网的各种各样特性剖析，控制dynamic run可调式甩Nam依据仿真模拟回到結果NamTrace文档来动态性演试互联网的模仿全过程，Nam的信息演试如图所示5所显示。在energy一栏中，有三个控制：node alived、received data和energy consume，各自表明剩下连接点数量、通信基站接受的信息量和互联网耗费动能。如图所示6、7、8所显示。

由图6、7、8能够看得出，互联网一共运作的时间为505s，第一个连接点在330s上下身亡，到505s上下互联网还剩下4个连接点，通信基站读取到的信息量伴随着時间大概呈线形升高，而互联网耗费的动能却伴随着连接点的身亡展现指数上升发展趋势。观查一下互联网的延迟情况，在delay一栏中，有三个控制：delay／packet、delay／TIme和jitter，各自表明每一个包的延迟，单位时间内的延迟和延迟颤动，下边仅以delay／TIme和jitter为例子，如图所示9、lO所显示：

从图9、10中还可以看得出，互联网的延迟存有一定的规律性，这与1each协议书的“连击”全过程是有一定密切相关的，并且从图10中也能够看得出，互联网总体渐渐地保持稳定情况。

下边看一下互联网的丢包率和货运量。这儿的网络丢包为了更好地防范中存有一对多的传送状况（清除了广播节目），界定为：网络丢包=丢掉的数据文件／（接受的数据文件 丢掉的数据文件）。在drop一栏中，有两个控制：drop raTIo和get ratio，这也是2个相对的定义，一个表明网络丢包，一个表明接受率（网络丢包 接受率=1），仅以接受率为例子，如图所示11所显示，互联网的货运量用单位时间内互联网推送和接受的信息量表明，如图所示12所显示。

由图11，在leach协议书中，连接点在成簇全过程中即是簇内每一个连接点依照TDMA方式 分配了传输数据的時间片，这一点确保了连接点传送数据时不易产生互相撞击，也进一步确保了信息的接受率，图12，互联网的货运量也与传送延迟保持一致，与成簇周期时间存有一定的周期时间对应关系。

4 结语

因为NS2的安裝和应用都较为复杂，对于在此，文中构建了一个客户模拟仿真服务平台，NS2仿真器针对消费者是通透的，应对消费者的仅仅设计平台上的技术参数和协议书的选中，客户即能够运用NS2仿真器所出示的强悍作用来开展那一个网络模拟科学研究又可以省掉构建互联网的繁杂全过程。

文中提到的操作系统根据选用NS2做为后台管理仿真器给客户带来了强有力的互联网模拟仿真工作能力，达到了传感器网络互联网的多种多样模拟仿真规定，与此同时由Tk程序包所制定的模拟服务平台也为不一样网络空间的可重复性试验带来了诸多便捷，具备优良的可控性、可视性和可扩充性。

责编：gt

上一篇：基于无线传感器网络技术的网络式监护装置及系统的设计

下一篇：电阻温度传感器Pt1000的特性曲线分析及应用