《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡明教程(第二版)》,教學(xué)幻燈片PPT課件__第5章

1、 戰(zhàn)場感知的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)戰(zhàn)場感知的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 常見的地面戰(zhàn)場微型傳感器常見的地面戰(zhàn)場微型傳感器 美軍沙地直線傳感器網(wǎng)絡(luò)項目介紹美軍沙地直線傳感器網(wǎng)絡(luò)項目介紹第7章 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的軍事應(yīng)用 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡明教程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡明教程（第（第2 2版）版）崔遜學(xué)崔遜學(xué) 左從菊左從菊 編著編著第五章 傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開發(fā)基礎(chǔ)本章內(nèi)容5.1 仿真平臺和工程測試床仿真平臺和工程測試床 5.1.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述 5.1.2 常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件平臺常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件平臺 5.1.3 仿真平臺的選擇和設(shè)計仿真平臺的選擇和設(shè)計 5.1.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)工程測試床傳感器網(wǎng)絡(luò)工程測試床5

2、.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的硬件開發(fā)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的硬件開發(fā) 5.2.1 硬件開發(fā)概述硬件開發(fā)概述 5.2.2 傳感器結(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計傳感器結(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計 5.2.3 傳感器結(jié)點(diǎn)的開發(fā)示例傳感器結(jié)點(diǎn)的開發(fā)示例本章內(nèi)容5.3 操作系統(tǒng)和軟件開發(fā)操作系統(tǒng)和軟件開發(fā) 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng) 5.3.2 軟件開發(fā)軟件開發(fā) 5.3.3 后臺管理軟件后臺管理軟件5.1 仿真平臺和工作測試床1 1、網(wǎng)絡(luò)研究與設(shè)計的三種方法、網(wǎng)絡(luò)研究與設(shè)計的三種方法1對所研究對象對所研究對象和所依存的網(wǎng)和所依存的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分析，抽象出數(shù)析，抽象出數(shù)學(xué)分析模型學(xué)分析模型。2主要內(nèi)容是建主要內(nèi)容是建立測試床和

3、實(shí)立測試床和實(shí)驗室。驗室。3應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)模擬應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)模擬軟件來仿真網(wǎng)軟件來仿真網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。效果。分析方法分析方法實(shí)驗方法實(shí)驗方法模擬方法模擬方法5.1.1 戰(zhàn)場器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述1全新的模擬實(shí)全新的模擬實(shí)驗機(jī)理，在高驗機(jī)理，在高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境得到高可環(huán)境得到高可信度結(jié)果的特信度結(jié)果的特點(diǎn)。點(diǎn)。2使用范圍廣，使用范圍廣，既可以用于現(xiàn)既可以用于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和擴(kuò)容，也可和擴(kuò)容，也可以用于新網(wǎng)絡(luò)以用于新網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。的設(shè)計。3初期應(yīng)用成本初期應(yīng)用成本不高，而且建不高，而且建好的網(wǎng)絡(luò)模型好的網(wǎng)絡(luò)模型可以延續(xù)使用可以延續(xù)使用，后期投資還，后期投資還會不斷下降。會

4、不斷下降?？尚哦雀呖尚哦雀呤褂梅秶鷱V使用范圍廣成本低成本低2 2、網(wǎng)絡(luò)仿真的應(yīng)用意義、網(wǎng)絡(luò)仿真的應(yīng)用意義5.1.1 戰(zhàn)場器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述網(wǎng)絡(luò)仿真的軟件體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)仿真的軟件體系結(jié)構(gòu)5.1.1 戰(zhàn)場器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述用戶應(yīng)用編輯接口用戶應(yīng)用編輯接口可視化工具可視化工具網(wǎng)絡(luò)模擬模型生成網(wǎng)絡(luò)模擬模型生成器器模擬監(jiān)視器模擬監(jiān)視器流程模型流程模型協(xié)議模型協(xié)議模型拓?fù)淠Ｐ屯負(fù)淠Ｐ湍M引擎模擬引擎5.1.1 戰(zhàn)場器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述1 1、TOSSIMTOSSIMuTinyOSTinyOS是為是為傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而設(shè)計一個操作系統(tǒng)。而設(shè)計一個操作系統(tǒng)。u它能夠它能夠快速實(shí)現(xiàn)快速實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用

5、。各種應(yīng)用。uTOSSIMTOSSIM是是TinyOSTinyOS自帶的仿真工具，提供運(yùn)行時的自帶的仿真工具，提供運(yùn)行時的調(diào)試調(diào)試和和配置配置功能。功能。5.1.2 常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件平臺2 2、OMNeT+OMNeT+uOMNeT+OMNeT+被稱作被稱作離散事件模擬系統(tǒng)離散事件模擬系統(tǒng)(Discrete Event (Discrete Event Simulation SystemSimulation System，DESS)DESS)。u它是一種它是一種面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο蟮牡碾x散事件離散事件建模仿真器。建模仿真器。u這種仿真軟件工具采用了特別定義的這種仿真軟件工具采用了特別定義的NEDNED

6、語言語言來完成。來完成。5.1.2 常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件平臺3 3、MatlabMatlabuMatlabMatlab是指矩陣實(shí)驗室（是指矩陣實(shí)驗室（Matrix LaboratoryMatrix Laboratory）。）。u它具備卓越的數(shù)值計算能力，提供專業(yè)水平的符號計它具備卓越的數(shù)值計算能力，提供專業(yè)水平的符號計算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時控制等功能算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時控制等功能。5.1.2 常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件平臺4 4、OPNETOPNETuOPNETOPNET是是MIL3MIL3公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件產(chǎn)品。公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件產(chǎn)品。u這是一種優(yōu)秀的圖形化、支持面向?qū)ο?/p>

7、建模的大型網(wǎng)這是一種優(yōu)秀的圖形化、支持面向?qū)ο蠼５拇笮途W(wǎng)絡(luò)仿真軟件。絡(luò)仿真軟件。uOPNETOPNET的產(chǎn)品主要針對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制的產(chǎn)品主要針對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商和一般企業(yè)三類客戶。造商和一般企業(yè)三類客戶。 5.1.2 常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件平臺OPNETOPNETWDM GuruWDM GuruServicePServiceProviderGroviderGuruuruOPNET OPNET ModelerModelerITGuruITGuru為技術(shù)人員提為技術(shù)人員提供一個網(wǎng)絡(luò)技供一個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)平臺平臺。面向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提面向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的智能化網(wǎng)供商的

8、智能化網(wǎng)絡(luò)管理軟件。絡(luò)管理軟件。幫助網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士預(yù)測和分析幫助網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人士預(yù)測和分析網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性能、診斷問題。能、診斷問題。用于波用于波分復(fù)用光纖分復(fù)用光纖網(wǎng)絡(luò)的分析、評測網(wǎng)絡(luò)的分析、評測它的四個系列產(chǎn)品核心包括它的四個系列產(chǎn)品核心包括： 1 1、仿真平臺的選擇、仿真平臺的選擇u仿真平臺仿真平臺種類多種類多、功能各異功能各異，設(shè)計方法設(shè)計方法也不一樣也不一樣. .u每個仿真器都是在每個仿真器都是在某些某些性能方面比較突出，而在性能方面比較突出，而在其他方面又不重視。其他方面又不重視。u在選擇仿真平臺時，需要綜合考慮各個因素，在在選擇仿真平臺時，需要綜合考慮各個因素，在其

9、中尋找一個其中尋找一個平衡點(diǎn)平衡點(diǎn)以獲得最佳的仿真效果。以獲得最佳的仿真效果。5.1.3 仿真平臺的選擇和設(shè)計2 2、仿真平臺的自主設(shè)計、仿真平臺的自主設(shè)計 開發(fā)者構(gòu)建一個自己的傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真工具：開發(fā)者構(gòu)建一個自己的傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真工具：u如果開發(fā)時間有限且只有一些特性在現(xiàn)有工具中沒有，如果開發(fā)時間有限且只有一些特性在現(xiàn)有工具中沒有，那么最好是在現(xiàn)有仿真平臺上做開發(fā)。那么最好是在現(xiàn)有仿真平臺上做開發(fā)。u如果有足夠的開發(fā)時間，那么從頭開始創(chuàng)建一個仿真如果有足夠的開發(fā)時間，那么從頭開始創(chuàng)建一個仿真工具是最有效的。工具是最有效的。5.1.3 仿真平臺的選擇和設(shè)計uMotelabMotelab是哈佛大

10、學(xué)開發(fā)的一個開放的無線傳感器網(wǎng)是哈佛大學(xué)開發(fā)的一個開放的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗環(huán)境，是基于絡(luò)實(shí)驗環(huán)境，是基于WebWeb的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測試床。的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測試床。u它包括一組長期部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及一個中它包括一組長期部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以及一個中心服務(wù)器。心服務(wù)器。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)2傳感器節(jié)點(diǎn)1傳感器節(jié)點(diǎn)3傳感器節(jié)點(diǎn)4本地用戶因特網(wǎng)外部用戶中心服務(wù)器以太網(wǎng)端口5.1.3 仿真平臺的選擇和設(shè)計 SensoNet SensoNet是美國亞特是美國亞特蘭大市喬治亞州技術(shù)學(xué)院蘭大市喬治亞州技術(shù)學(xué)院電子與計算機(jī)工程學(xué)校寬電子與計算機(jī)工程學(xué)校寬帶無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗室研制帶無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗室研制的

11、傳感器網(wǎng)絡(luò)試驗床。的傳感器網(wǎng)絡(luò)試驗床。 SensoNetSensoNet試驗床是由三部試驗床是由三部分組成：分組成：核心網(wǎng)核心網(wǎng)、核心接核心接入網(wǎng)入網(wǎng)和和傳感器現(xiàn)場傳感器現(xiàn)場。5.1.3 仿真平臺的選擇和設(shè)計 SensoNetSensoNet工程測試床的場景和部分實(shí)物工程測試床的場景和部分實(shí)物5.1.3 仿真平臺的選擇和設(shè)計5.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件開發(fā)1 1、硬件系統(tǒng)的、硬件系統(tǒng)的設(shè)計特點(diǎn)設(shè)計特點(diǎn)和和要求要求 微型化微型化 擴(kuò)展性和靈活性擴(kuò)展性和靈活性 穩(wěn)定性和安全性穩(wěn)定性和安全性 低成本低成本 低功耗低功耗5.2.1 硬件開發(fā)概述 2 2、硬件系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容、硬件系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容 傳感器節(jié)點(diǎn)主要

12、由傳感器節(jié)點(diǎn)主要由數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理模塊模塊、換能器模塊換能器模塊、無線通信模無線通信模塊塊、電源模塊電源模塊和和其他外圍模塊其他外圍模塊組組成。成。 換能器模塊包括各種傳感器換能器模塊包括各種傳感器和執(zhí)行器，用于和執(zhí)行器，用于感知數(shù)據(jù)感知數(shù)據(jù)和執(zhí)和執(zhí)行行各種控制動作各種控制動作。換 能器 模 塊數(shù) 據(jù)處 理模 塊無 線通 信模 塊電 源 模 塊其 它 模 塊5.2.1 硬件開發(fā)概述 1 1、數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計要考慮的五個方面的問題：、數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計要考慮的五個方面的問題：節(jié)能設(shè)計節(jié)能設(shè)計處理速度的選擇處理速度的選擇低成本低成本小體積小體積安全性安全性5.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計各種常見的

13、微控制器性能列表各種常見的微控制器性能列表廠商芯片型號RAM容量/KBFlash容量/KB正常工作電流/mA睡眠模式下的電流/AAtmelMega10341285.51Mega1284128820Mega165/325/6454642.52MicrochipPIC87x0.36821Intel8051 8位Classic0.5323058051 16位1164510Philips51 16位260153MotorolaHC050.5326.690HC082328100HCS084606.51TIMSP14x16位2601.51MSP16x16位104821AtmelAT91 ARM Thumb

14、256102438160IntelXScale PXA27X256N/A39574SamsungS44B08N/A6055.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計2 2、換能器模塊、換能器模塊u所謂換能器所謂換能器(transducer)(transducer)是指將一種物理能量變?yōu)槭侵笇⒁环N物理能量變?yōu)榱硪环N物理能量的器件，包括另一種物理能量的器件，包括傳感器傳感器和和執(zhí)行器執(zhí)行器兩種類兩種類型。型。u大部分傳感器的輸出是大部分傳感器的輸出是模擬信號模擬信號，因此必須進(jìn)行模，因此必須進(jìn)行模/ /數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)轉(zhuǎn)換。u 在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中配置模在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中配置模/ /數(shù)和數(shù)數(shù)和數(shù)/ /模轉(zhuǎn)換器模轉(zhuǎn)換器(ADC(

15、ADC和和DAC)DAC)，能夠降低系統(tǒng)的整體成本，尤其是在節(jié)點(diǎn)有多，能夠降低系統(tǒng)的整體成本，尤其是在節(jié)點(diǎn)有多個傳感器且可共享一個轉(zhuǎn)換器的時候。個傳感器且可共享一個轉(zhuǎn)換器的時候。5.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計3 3、無線通信模塊、無線通信模塊u無線通信模塊由無線射頻電路和天線組成。無線通信模塊由無線射頻電路和天線組成。u目前采用的傳輸介質(zhì)主要包括無線電、空氣、紅外、目前采用的傳輸介質(zhì)主要包括無線電、空氣、紅外、激光和超聲波等。激光和超聲波等。u它是傳感器節(jié)點(diǎn)中最主要的耗能模塊，是傳感器節(jié)點(diǎn)它是傳感器節(jié)點(diǎn)中最主要的耗能模塊，是傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計重點(diǎn)。的設(shè)計重點(diǎn)。 5.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化

16、設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)的常用無線通信技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)的常用無線通信技術(shù)無線技術(shù)頻率距離/m功耗傳輸速率/kbpsBluetooth2.4GHz10低10000802.11b2.4GHz100高11000RFID50kHz5.8GHz3205501150循環(huán)壽命/次3005008001000100011工作溫度/-206020602060060060-20602060記憶效應(yīng)無有小很小無無無內(nèi)阻/m308071918358010080100毒性有有輕毒輕毒無無有價格低低中高最高高中可充電是是是是是否否漏電流(%/月)303015882025115.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計u傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的外圍模塊主

17、要包括看門狗電路、傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的外圍模塊主要包括看門狗電路、I/OI/O電路和低電量檢測電路等。電路和低電量檢測電路等。u由于電池壽命有限，當(dāng)電池電量將要耗盡時必須要由于電池壽命有限，當(dāng)電池電量將要耗盡時必須要有某種指示，以便及時更換電池或提醒鄰居節(jié)點(diǎn)。有某種指示，以便及時更換電池或提醒鄰居節(jié)點(diǎn)。外圍模塊設(shè)計外圍模塊設(shè)計55.2.2 傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計1 1、MicaMica系列節(jié)點(diǎn)系列節(jié)點(diǎn)pMicaMica系列節(jié)點(diǎn)是由系列節(jié)點(diǎn)是由U.C.BerkeleyU.C.Berkeley大學(xué)研制，大學(xué)研制，CrossbowCrossbow公司生產(chǎn)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)。公司生產(chǎn)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)。5.2

18、.3 傳感器節(jié)點(diǎn)的開發(fā)實(shí)例MICAzMICAz系列系列MPR2400MPR2400的實(shí)物的實(shí)物5.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)的開發(fā)實(shí)例多傳感器模塊多傳感器模塊MTS300/310MTS300/310MTS510MTS510實(shí)物實(shí)物串行網(wǎng)關(guān)串行網(wǎng)關(guān)MIB510MIB510Stargate Stargate 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)SPB400SPB400p Mica Mica系列產(chǎn)品的處理器均采用系列產(chǎn)品的處理器均采用AtmelAtmel公司的公司的ATmegal28LATmegal28L：pMicaMica節(jié)點(diǎn)的無線通信射頻芯片均采用節(jié)點(diǎn)的無線通信射頻芯片均采用ChipconChipcon公司公司的的CCXXXXCC

19、XXXX系列射頻產(chǎn)品。系列射頻產(chǎn)品。pMicaMica系列傳感器板系列傳感器板5.2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)的開發(fā)實(shí)例5.3 操作系統(tǒng)和軟件開發(fā) 嵌入式系統(tǒng)是指用于執(zhí)行獨(dú)立功能的專用計算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是指用于執(zhí)行獨(dú)立功能的專用計算機(jī)系統(tǒng)。 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)是運(yùn)行在每個傳感器節(jié)點(diǎn)上的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)是運(yùn)行在每個傳感器節(jié)點(diǎn)上的基礎(chǔ)核心軟件?；A(chǔ)核心軟件。1 1、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的設(shè)計要求、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的設(shè)計要求5.3.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng) 通常設(shè)計操作系統(tǒng)時需要滿足如下要求：通常設(shè)計操作系統(tǒng)時需要滿足如下要求： 代碼量小，復(fù)雜度低，盡可能降低系統(tǒng)的能耗。代碼量小，復(fù)雜度低，盡可能降

20、低系統(tǒng)的能耗。 能夠適應(yīng)變化的應(yīng)用環(huán)境。能夠適應(yīng)變化的應(yīng)用環(huán)境。 能快速響應(yīng)。能快速響應(yīng)。 能快速切換并執(zhí)行多個并發(fā)任務(wù)。能快速切換并執(zhí)行多個并發(fā)任務(wù)。 能夠使多個節(jié)點(diǎn)高效地協(xié)作完成監(jiān)測任務(wù)。能夠使多個節(jié)點(diǎn)高效地協(xié)作完成監(jiān)測任務(wù)。 提供方便的編程方法。提供方便的編程方法。 能實(shí)現(xiàn)對節(jié)點(diǎn)在線動態(tài)重新編程。能實(shí)現(xiàn)對節(jié)點(diǎn)在線動態(tài)重新編程。 5.3.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)2 2、TinyOSTinyOS操作系統(tǒng)介紹操作系統(tǒng)介紹5.3.1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng) 采用采用基于組件基于組件的體系結(jié)構(gòu)。的體系結(jié)構(gòu)。 采用采用事件驅(qū)動機(jī)制事件驅(qū)動機(jī)制，能夠適用于節(jié)點(diǎn)眾多、并發(fā)操作頻，能夠適用于節(jié)點(diǎn)眾多、并發(fā)操作頻繁發(fā)

21、生的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。繁發(fā)生的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。 采用采用輕量級線程技術(shù)輕量級線程技術(shù)和和先進(jìn)先出的先進(jìn)先出的任務(wù)隊列調(diào)度方法。任務(wù)隊列調(diào)度方法。 采用采用基于事件驅(qū)動基于事件驅(qū)動模式的主動消息通信方式。模式的主動消息通信方式。1 1、傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件、傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)的特點(diǎn)和要求開發(fā)的特點(diǎn)和要求 通常傳感器網(wǎng)絡(luò)通常傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件運(yùn)行采用分層的軟件運(yùn)行采用分層結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)核心支撐技術(shù) 具體應(yīng)用代碼 系統(tǒng)內(nèi)核通信協(xié)議應(yīng)用數(shù)據(jù)功能管理控制功能收/發(fā)模塊 硬件抽象層 物理層5.3.2 軟件開發(fā) 傳感器網(wǎng)絡(luò)因資源受限、動態(tài)性強(qiáng)和以數(shù)據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)因資源受限、動態(tài)性強(qiáng)和以數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件系統(tǒng)開發(fā)

22、設(shè)計具有如下特中心，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的軟件系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計具有如下特點(diǎn)：點(diǎn)： 具有自適應(yīng)功能。具有自適應(yīng)功能。 保證節(jié)點(diǎn)的能量優(yōu)化。保證節(jié)點(diǎn)的能量優(yōu)化。 采用模塊化設(shè)計。采用模塊化設(shè)計。 面向具體應(yīng)用。面向具體應(yīng)用。 具有維護(hù)和升級功能。具有維護(hù)和升級功能。5.3.2 軟件開發(fā)算 法模 塊服 務(wù)虛 擬 機(jī)中 間 件 管 理操 作 系 統(tǒng)傳 感 驅(qū) 動CPU 傳 感 器操 作 系 統(tǒng)操 作 系 統(tǒng) 傳 感 器 硬 件操 作 系 統(tǒng)傳 感 器 硬 件用 戶 終 端 傳 感 器 網(wǎng) 絡(luò) 應(yīng) 用分 布 式 中 間 件 系 統(tǒng)傳 感 器 硬 件節(jié) 點(diǎn)節(jié) 點(diǎn)節(jié) 點(diǎn)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用框架的組件節(jié)點(diǎn)應(yīng)用框架的組件網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架的組件

23、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架的組件5.3.2 軟件開發(fā)3 3、傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件編程模式、傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件編程模式 傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件開發(fā)需要采取一定的編程模式，運(yùn)用適當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件開發(fā)需要采取一定的編程模式，運(yùn)用適當(dāng)?shù)木幊炭蚣軄碇笇?dǎo)具體的程序設(shè)計。通用軟件的編程模式并不的編程框架來指導(dǎo)具體的程序設(shè)計。通用軟件的編程模式并不完全適合于傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟完全適合于傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件件開發(fā)，為此需要考慮設(shè)計適合于開發(fā)，為此需要考慮設(shè)計適合于傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)特征的編程模式，這里主要簡介三種常見的編傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)特征的編程模式，這里主要簡介三種常見的編程模式程模式. .（1 1）抽象域編程）抽象域編程（2 2）以對象為中心的

24、編程）以對象為中心的編程（3 3）以狀態(tài)為中心的編程模式）以狀態(tài)為中心的編程模式5.3.2 軟件開發(fā) 后臺管理軟件通常由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理引擎、后臺管理軟件通常由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)處理引擎、圖形用戶界面和后臺組件四個部分組成。圖形用戶界面和后臺組件四個部分組成。后 臺 管 理 系 統(tǒng)圖 形 用 戶 界 面后 臺 組 件數(shù) 據(jù) 處 理 引 擎?zhèn)?感 器 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 庫5.3.3 后臺管理軟件 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫用于存儲所有數(shù)據(jù)，主要涉及網(wǎng)絡(luò)管理信息和傳感用于存儲所有數(shù)據(jù)，主要涉及網(wǎng)絡(luò)管理信息和傳感器探測數(shù)據(jù)信息兩種，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)的配置信息、節(jié)點(diǎn)屬性、器探測數(shù)據(jù)信息兩種，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)的配置信息、節(jié)

25、點(diǎn)屬性、探測數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的一些信息等。探測數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的一些信息等。 數(shù)據(jù)處理引擎數(shù)據(jù)處理引擎負(fù)責(zé)傳輸網(wǎng)絡(luò)和后臺管理軟件之間的數(shù)據(jù)交負(fù)責(zé)傳輸網(wǎng)絡(luò)和后臺管理軟件之間的數(shù)據(jù)交換、分析和處理，將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫。另外它還負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)換、分析和處理，將數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫。另外它還負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按照某種方式傳遞給圖形用戶界面，以庫中讀取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按照某種方式傳遞給圖形用戶界面，以及接受圖形用戶界面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)等。及接受圖形用戶界面產(chǎn)生的數(shù)據(jù)等。 后臺組件后臺組件利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一些邏輯功能或者圖形利用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一些邏輯功能或者圖形顯示功能，它主要涉及到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示組件、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)顯示組顯示功能，它主要涉及到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滹@示組件、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)顯示組件、圖形繪制組件等。件、圖形繪制組件等。 圖形用戶界面圖形用戶界面是用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測的可視化窗口。是用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測的可視化窗口。5.