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无线传感器网络是一门面向应用的学科,随着人们在理论和技术两方面的研究拓展,该技术已经开始在应用产业化领域崭露头角,如环境监测、目标跟踪、安全监控、工业自动化监控等领域。但是由于传感器网络硬件条件的限制,使得传感器网络部署前的调试和部署后的监控都非常困难。
在传感器网络应用部署前,需要基于真实节点进行实验,但是无线传感器网络节点的带宽和能量的限制,使得从网络自身获取调试信息非常困难。因此必须设计新的方式,获取更多数据,提高节点在数据包处理上的可视度。应用部署之后,传感器节点源源不断的产生大量数据,如何解析和管理这些数据成为传感器网络应用中要解决的重要问题。利用可视技术,可以展现各节点的分布,以及监测指标,如温湿度等的变化,辅助使用者分析和监控传感器网络。
本文首先对传感器网络发展现状进行了介绍,然后对节点管理和可视技术的研究现状进行了分析。在节点管理方面,探讨了基于辅助信道的节点管理平台的实现;在可视技术方面,本文提出了将传感器网络数据封装成远程方法对外提供数据服务,并实现WEB前端展现的远程可视化方法。本文的主要工作包括:
1.设计并实现了基于辅助信道的节点管理平台。采用GAINS-3(Global Accessible Intelligent Networks)传感器结点结合串口转以太网口设备进行硬件平台搭建,以WAMP(Windows Apache Mysql PHP)架构搭建上层软件管理系统。用户可以通过浏览器登录管理平台,查看各个节点状态;可以提交HEX或BIN格式的节点程序代码,设定实验参与的节点个数、持续时间等描述信息;可以在实验进行过程中自动收集储存实验数据,并在实验结束后以WEB方式下载实验数据文件。目前平台最多支持节点个数为50个。
2.提出了对传感器网络数据进行封装,以Service的方式对外提供服务,并实现WEB前端展现的远程可视化方法。第三方可以按需调用Service方法获取传感器数据包、节点分布坐标、性能统计信息等数据,进行上层集成。设计实现了基于C/S(Client/Server)模式的远程可视化软件,支持IPV6环境访问,针对网络行为分析设计了数据包解码列表、性能统计以及网络活动可视化功能,针对传感数据设计了实时曲线、邮件报警以及区域估计功能。