[發明專利]一種無線傳感器網絡狀態測試實驗床及測試方法

有效

• 申請號: 201310261247.4
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103327517A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 徐平平;張曉陽;朱文祥;王侃;王六祥
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

技術領域

本發明涉及一種無線傳感器網絡狀態測試實驗床及測試方法，具體是一種基于Zigbee協議棧結構的無線傳感器網絡功能和性能的測試實驗床及測試方法。

背景技術

ZigBee^[1]是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其物理層（Physical?Layer，PHY）和媒體訪問控制層（Media?Access?Control?Layer，MAC）基于IEEE802.15.4^[2]標準協議，其網絡層（Network?Layer，NWK）和應用層（Application?Layer，APL）由ZigBee聯盟制定，其中APL根據用戶的需求進行應用開發。基于Zigbee技術的無線傳感器網絡具有功耗低、成本低、網絡容量高、安全性高、時延短等特點^[3]。隨著Zigbee無線傳感器網絡技術的發展，其測試技術越來越受到人們的重視，如何可靠地、可信地、穩定地、高效地測試ZigBee無線傳感器網絡是目前亟待解決的問題之一。

目前，國內外在ZigBee無線傳感器網絡測試領域已取得了一些成果。傳統網絡測試使用模擬工具對傳感、信道、拓撲、流量等參數或模型做了諸多簡化和假設，無法真實體現無線特性和網絡運行狀況。在實際環境中搭建實驗床不僅能夠解決上述問題，而且還能夠準確實時地獲取節點以及網絡的各種狀態信息，對網絡進行量化評測，目前已成為ZigBee無線傳感網絡科研和應用開發的重要技術之一^[4]。

Motelab^[5]當前比較成熟的無線傳感器網絡測試實驗床，包括傳感器節點和中心服務器兩部分。網絡中的節點有兩條互不相關的通信鏈路，一條是有線通信鏈路，節點通過以太網與中心服務器進行命令、信息的交互；另一條是無線通信鏈路，節點間通過無線通信協議IEEE802.15.4進行通信。中心服務器是Motelab的核心部分，包括監控平臺、數據庫及網絡接口等，用戶還可以通過互聯網方式訪問中心服務器，遠程控制整個實驗床的操作。Motelab的成功研發為后續的無線傳感器網絡的測試提供了新的研究方向，尤其是兩條通信鏈路的設計，該設計減小了測試行為對網絡運行的影響。

Motelab的缺點主要有：

（1）Motelab是靜態網絡，無法靈活部署。網絡中節點位置固定不變，無法隨意部署，無法真實地反映實際環境中的無線傳感器網絡運行狀態。

（2）網絡節點間命令收發通過以太網實現，浪費了節點有限的資源。

（3）Motelab對硬件有特殊的要求，節點都需要有以太網口來傳輸測試數據，不具有普遍適用性。

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參考文獻

[1]??????ZigBee?Document?053474r18,ZigBee?specification?,ZigBee?Alliance,2009

[2]??????IEEE?Standard?for?Part?15.4:?Wireless?Medium?Access?Control?(MAC)?and?Physical?Layer?(PHY)?specifications?for?Low?Rate?Wireless?Personal?Area?Networks?(LR-WPANs),?2003

[3]??????林子敬，基于ZigBee技術的無線傳感器網絡的研究與實現[D]，中國科學技術大學，2009

[4]??????王媛，無線傳感器網絡測試平臺的搭建及評價系統的研究[D]，北京交通大學，2011

[5]??????Werner-Allen?G,?Swieskowski?P.,?Welsh,?M,?“MoteLab:?a?wireless?sensor?network?testbed?[J]”.Information?Processing?in?Sensor?Networks,?2005.?Fourth?International?Symposium?on,?Publication?Year:?2005?,?Page(s):?483?–?488。

發明內容

發明目的：針對現有技術在測試方法方面存在的問題與不足，本發明提供一種部署靈活、測試功能完善、合理使用節點資源、可擴展性高的無線傳感器網絡狀態測試實驗床及測試方法。