无线传感器网络仿真模拟技术比较分析.pdf

第24卷第3期计算机应用研究Vol.24,No.3
2007年3月ApplicationResearchofComputersMarch2007

无线传感器网络仿真模拟技术比较分析3

李长连1,2,王福豹1,2,何戟1,2,
(1.西北工业大学计算机学院,陕西西安710072;2.西北工业大学宽带网络研究所,陕西西安710072)

摘要:分析了仿真模拟技术在无线传感器网络研究领域的重要性,对现在比较流行的几种仿真模拟器的应用
背景、设计思路、性能优缺点、使用时应注意的问题等进行了详细的分析,归纳总结出一个成熟的无线传感网络
仿真模拟器应该具备的基本功能和特性,指出了今后的研究方向。
关键词:无线传感器网络;模拟;TOSSIM;Avrora;NS22
中图分类号:TP393文献标志码:A文章编号:100123695(2007)0320006204

AnalysisandComparisonofSimulationTechnologyinWirelessSensorNetwork

LIChang2lian1,2,WANGFu2bao1,2,HEJi1,2
(1.CollegeofComputer,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’anShanxi710072,China;2.InstituteofBroadbandNetwork,Northwes2
ternPolytechnicalUniversity,Xi’anShanxi710072,China)

Abstract:Simulationtechnologyisveryimportantinthefieldofthewirelesssensornetworkresearch.Thispaperanalyzed
andcomparedseveralsimulatorswhichwerewidelyused.Andgivedadeepdescriptionofeachsimulatoraboutitsback2
ground,designstrategy,performance,theproblemsthatshouldpayattentiontowhenusedthesimulator.Thensummarized
thebasicfunctionsandcharacteristicsthatafuturematurewirelesssensornetworksimulatorshouldhave,andposedsomekey
issuesinthedevelopmentoffuturewirelesssensornetworksimulator.
Keywords:wirelesssensornetwork;simulation;TOSSIM;avrora;NS22

集成了传感器、微机电系统和网络三大技术而形成的无线诞生的那一刻起,其仿真模拟器开发就一直备受重视。国外对
传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,具有十分广阔于这个领域已经进行了深入的研究,提出了不少理论模型,并
的应用前景。众所周知,开发、调试和验证无线传感器网络程且已经开发出了一些实用的仿真模拟器;国内由于进入该领域
序是非常困难的。由于无线传感器网络的特殊性,大多数传统较晚,现在还没有具体的成果。
PC机程序的调试手段都不适合无线传感器网络程序。现在调
试无线传感器网络程序时一般采用的手段包括串口调试、闪灯1典型仿真模拟器分析
(LEDs)调试和模拟器调试。闪灯调试主要借助节点上的闪灯
111TOSSIM
设备的颜色变化来观测程序的执行情况,如可以设定当某个变
量的值为零时红灯闪烁;但是节点上面的闪灯数量有限,提供TOSSIM是现在最为流行的无线传感器网络仿真模拟器,
的信息也比较少,无法用它来调试逻辑比较复杂的程序。串口它是由加州大学伯克利分校的PhilipLevis、Intel研究中心的
调试则是通过串口程序将节点的状态信息返回PC端,它可以NelsonLee、哈佛大学的MattWelsh等人合作开发的,内嵌在
很好地观测与PC机相连的节点内部的执行逻辑;但是对网络TinyOS操作系统中。正如其设计者所宣称的那样,TOSSIM是
[1]
中不与PC机相连接的节点内部执行情况则一无所知,而且节一个TinyOS程序模拟器,因此它的使用受到了许多限制。
点中的程序如果发生死锁或崩溃会使得串口以未知的方式失①只能选用TinyOS所支持的Mica系列硬件平台;②只能使用
去反应。闪灯调试和串口调试都要求必须实际部署大量的节NC(一种组件化的C语言变种)来编写程序;③只有在代码编
点,而这需要耗费大量的人力、物力和时间。模拟器调试则是写完成之后才可以运行模