WSN分析調(diào)試平臺的研究與設(shè)計.pdf

1、WSN成為進(jìn)入2000年以來公認(rèn)的新興前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域,并被認(rèn)為是將對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。然而,在設(shè)計、開發(fā)WSN協(xié)議和應(yīng)用的過程中,面臨著一系列挑戰(zhàn)性問題。首先WSN是一種資源受限的分布式系統(tǒng),例如通信能力有限、電源能量有限及計算能力有限等。其次,由于缺乏與用戶網(wǎng)絡(luò)的接口,缺少直觀地調(diào)試、分析工具,在應(yīng)用過程中WSN的可視化受到很大的限制,也難于對其進(jìn)行調(diào)試和管理,難于定位在開發(fā)和使用過程中出現(xiàn)的問題。最后,從微觀角度,

2、對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)的獲取,在WSN中的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通網(wǎng)絡(luò);從宏觀角度,WSN網(wǎng)絡(luò)的運行效率和性能也比一般網(wǎng)絡(luò)難以分析和度量。因此,獲取及處理信息的監(jiān)控平臺成為WSN研究和應(yīng)用中的一個重點和難點。
　　本論文在研究IEEE802.15.4、ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及其他WSN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,闡述了通用的WSN網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了具有一定通用性,可以分析、調(diào)試一個較大WSN網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由監(jiān)控節(jié)點和后臺軟件組成。高性能的監(jiān)控節(jié)

3、點由兩個RF芯片分別完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送,監(jiān)控節(jié)點位于目標(biāo)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,并將獲取的WSN數(shù)據(jù)包傳送給后臺軟件,由后臺軟件作進(jìn)一步的可視化顯示等處理。多個監(jiān)控節(jié)點通過以太網(wǎng)相互連接,從而可以完成對較大范圍WSN網(wǎng)絡(luò)的測試、分析,實現(xiàn)監(jiān)控平臺的網(wǎng)絡(luò)化。同時多個監(jiān)控節(jié)點通過IEEE1588時間同步協(xié)議完成同步,實現(xiàn)多級同步分析。系統(tǒng)可以抓取并分析符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的WSN協(xié)議;用戶也可以通過開放接口,增加、配置新的目標(biāo)協(xié)議,