无线传感器网络测试平台——结构、技术与问题.ppt

便携网络所采集的数据通过以太网发送至Kansei的软件平台Director 上。在Director 中先对数据建立基于物理参数特性的模型, 再通过概率插值等方法将数据扩展到静止网络和移动网络 * 无线传感器网络测试平台 结构、技术与问题 引言 近年来，以无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)技术为基础的物联网技术迅速发展。无线传感器网络具有系统规模大、网络结构种类多、应用环境复杂等特性，在进行实际系统的部署之前，必须经过模拟仿真和实际网络的测试分析才能够充分证实网络运行的可行性、有效性以及可靠性。 目前在无线传感器网络的研发和测试工作中，一般采用理论分析、网络仿真和部署小规模节点测试的方法进行验证。但构建数学模型的计算复杂度较高，仿真工具又难以真实体现无线通信的不稳定性，验证的效果较差。而通过传感器节点建立网络测试平台，可以在实际应用过程 中验证测试网络的协议和算法，不仅比较全面地包含了影响网络状态的各个因素，而且也可节约人力维护成本。 测试平台一般架构 平台主要功能 链路质量测试 一族或多族通信协议测试与验证 生成更加贴近实际的研究数据 产品测试 平台特性 特性描述 交互性 对使用者透明化，隐藏具体细节；提供Web接入方式；提供平台分析工具；易于安装；自动化的系统资源管理 规模 网络节点数量规模较大，至少与真实应用场景相同 异构性 支持异构节点；支持与其他平台互通 移动性 支持移动节点，机器人，或其他移动传感网设备 协同性 支持大规模节点协同模拟 软件复用性 软件易于复用于其他测试场景，易于移植到其他平台 国内外相关研究 无线传感器网络不仅节点规模大，网络所应用的地域规模也很大。即使是通过实际的传感器节点建立无线传感器网络平台进行测试也无法真实再现相同的应用场景。因此如何能够反映出大规模网络环境，并对各种网络应用具有扩展性，成为平台搭建首要考虑的问题。 无线传感器网络测试技术在国内外还处于起步阶段，但已经受到了广泛关注，并提出了多种测试方法与管理工具。典型的如Harvard的MoteLab，UCLA的Emstar，OSU的Kansei，台湾国立清华大学的WSNTB以及中国科学院计算技术研究所的SNAMP与EasiTest等。这些测试平台均有各自不同的特点，可满足不同环境监测和应用的测试需求。 MoteLab MoteLab是哈佛大学开发的一种无线传感器网络测试平台，支持包括Web方式在内的多种用户访问方式，使全世界的用户都可以通过Internet对测试平台的网络进行远程操作，从而进行网络测试。 网络中的每个传感器节点为Mica2 或者MicaZ 节点，使用IEEE802. 15. 4 协议进行通信；同时这些节点又通过串口与中心服务器相连，并连接以太网，使得用户能够在不影响网络应用的情况下对节点实施实时的控制调整。 MoteLab 这种支持Web页面的访问方式实现了开放式的平台资源共享，所提供的多种访问途经使得用户可以更为方便灵活地完成测试任务并对网络进行监控。 Kansei Kansei 平台在设计上充分考虑了对大规模应用环境的支持以及对各种应用背景的通用化和可扩展性的要求，为无线传感器网络测试平台的搭建提供了启发性的思路。 从结构上划分, Kansei 平台由静止网络、便携网络和移动网络三部分组成。静止网络是由210 个节点组成的矩形规则阵列。每个节点分为XSM节点和Stargate 单板计算机两部分，分别运行IEEE802. 15. 4与IEEE802. 11b协议。移动网络节点可以用于收集反馈信号并向静止网络实时注入数据, 从而配合静止网络完成测试。便携网络中节点数量不定, 除了进行数据存储、压缩、传输和时间同步的管理以外, 根据不同试验的需求选择搭配不同的传感器, 用于在实际的应用环境中进行数据的感应和采集。Kansei 平台的三种网络结构为搭建真实反映大规模应用环境的测试平台提供了可行性的思路。 EasiTest EasiTest平台采用了两种不同性能、功能的测试节点，支持大规模、异构传感器网络综合性能测试。 其中，中高速节点采用结构复杂、功能完备的多Radio节点EZ271，采用双WiFi Radio接口，同时具有支持802.15.4/ZigBee网络的CC2420通信模块；低速节点EZ521具有单Radio结构，可以支持802.15.4/ZigBee网络及802.11 b/g 网络。此外，两种节点均通过有线以太网连接到服务器，用户可以通过web方式访问并控制网络的运行。在需要的时候可以同时调用EZ271节点以及EZ521节点进行综合异构网络测试。 技术瓶颈 设备节点性能接近，网络通信协议单一（主要是802.15.4及802.11），调试接口资源受限。 对于复杂的异构网