一种无线多媒体传感器网络仿真器设计方案
线多媒体传感器网络时所遇到的新问题 ， 提出了一种无线多媒体传感 网络仿真器的设计方案 ， 并给出了该方案关键部分
的 实现框 架 。
Ｗ ＡＮＧ ｎ Ｗ Ａ Ｇ ａ － ｎ Ｗ Ｕ ａ － ｉ Ｆ Ｈｏ ｇ． Ｄｏ ｇ。 Ｎ Ｘｉｏ ｍｉ ｇ， Ｓ ｎ ｂ ｎ． Ｕ ｎ ＢＡＩＤｏ ｇ ｌ ｎ ｎ －ｉ ｇ ａ
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Ｏ 引 言
关键词 ： 无线多媒体传感器网络； 网络仿真技术； 仿真器
中圈分 类号 ：Ｐ９ ．１ Ｔ ３３０ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ７— ２ Ｘ ２ １ ）９ ００ — ５ １ ３ ６９ （０ １０ — ０ １ ０ ６
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｕ ａ ｏ ｏ ｉｅｅ ｓＭ ｕ ｔ ｄ ａ Ｓ ｎ ｏ ｔ ｒ ｓ ｓｇ ｆＳ ｍ ｌ ｔ ｒ ｆ ｒ Ｗ ｒ ｌｓ ｌ ｍｅ ｉ ｅ ｓ ｒ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｉ
王 栋 ， 小 明 ， 三斌 ， 王 吴 付 红 ， 东亮 白
（ 陕西师范大学 计算机科 学学院， 陕西 西安 ７０ ６ ） １０ ２
摘
要： 无线多媒体传感器网络扩展了传统无线传感器网络的应用范围 ， 延伸了人们感知世界的物理空间， 其在军事、 民
用、 商业等诸多领域都具有十分广阔的应用前景。网络仿真技术作为传感器网络研究的基础 ， 在这个快速发展 的研究领 域逐步成为测试新网络应用与验证新协议算法的通用方法。无线多媒体传感器网络虽 已成为 当前研究热点 ， 但适于其个
第 ２ 卷 第 ９期 ｌ ２ １ 年 ９月 ０１
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰ ＵＴＥ ＴＥ Ｒ ＣＨＮＯＬ ＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＥ ＬＯＰ ＭＥＮＴ
Ｖ０ ． Ｎ ． １２１ ｏ９ Ｓ ｐ ２ １ ｅ网络 仿 真器 设 计 方 案
ｐ ｏ ｏｓｄａ ｄ ａｓ ｌｔ ｎｗｉＩｉ ｍｐｅ ｎａ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｉ ｉ ｏ ｅ ｆａｕ ｅ ｆＷ Ｍ Ｓ ． ｒ ｐ ｅ ｎ ｏｕ ｏ ｉ ｔ ｔ ｌ ｓｉ ｌｍｅ ｔｔ ｎｆａ ｗｏ ｉ ｋ ｓｆ ｔｆ ｒｎ ｗ ｅ ｔｒｓｏ Ｎ Ｋｅ ｒ ｓ： ｒｌｓ ｔ ｅ ｉ ｎ ｒｎ ｔ ｏｋ ； ｅｗｏｋ ｉ ｌｔ ｎ；ｉ ｌｔｒ ｙｗｏ ｄ ｗｉｅｅ ｓｍｕｌｍ ｄａ ｓ ｓ ｅ ｉ ｅ ｏ ｗ ｒｓ ｎ ｔ ｒ ｓｍｕａ ｏ ｓｍｕａｏ ｉ
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Ａ ｓｒｃ ：ｓａｓｅｉｌ ｐ ｆ ａｏ ｎ ｘｅ ｓ ｎｏ ｅｔ ｄｔ ｎ ｌ ｒｌ ｓＳ ｎｏ ｅｗ ｒｓ（ Ｎ） Ｗ ｉ ｌｓ Ｍｕｔ ｄａＳｎｏ ｅ－ ｂｔａ ｔＡ ｐｃａ ａｐ ｃｆ ｎａｄｅｔｎｉ ｆｔ ａ ｉｏ ａ Ｗｉ ｅ ｅ ｓｒＮ ｔｏｋ ＷＳ － ｒ ｅｓ ｌｍｅｉ ｅｓｒ ｔ ｉ ｉ ｏ ｈ ｒ ｉ ｅｓ ｅ ｉ Ｎ ｗ ｒｓ（ ｏｋ ＷＭＳ ｘ ａｄｈ ｍａ ’ ｈ ｒ ｏ ｏａｙｐｙｉ ｌ ｐ￣ Ｉｈｓｓｏ ｎｉ ｏｅ ｔｌｎａ ｄ ｅｕ ｍ ｆ ｍ ｍｉｔ ｙｔ ｎｕｔ 。 Ｎｌｅｐｎ ｕ ｎ ｓ ｏｉ ｎｔ ｎ ｈ ｓａ ａ ｔ ａ ｗ ｔ ｐｔｎ ａ ｉ ｗｉｅｓ ｃ－ ｒ ｚ ｃ ｓ ￣． ｈ ｓ ｉ ｐ ｕ ｏ ｌａ ｏｉｄ ｓ ｙ ｉｒ ｒ
多媒体传感器网络的设计与实现
多媒体传感器网络的设计与实现随着现代科技的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）已经成为一个重要的领域。
多媒体传感器网络（Multimedia Sensor Network，MSN）是WSN的一个分支，它可以用于实时的多媒体数据传输和处理。
在本文中，我们将讨论多媒体传感器网络的设计与实现。
一、多媒体传感器网络的概述多媒体传感器网络是由许多传感器节点组成的网络，它们可以收集、传输和处理多媒体数据。
这些数据可以是图像、音频、视频等形式，它们可以用于监测环境、实时视频监控、音频传输等领域。
多媒体传感器网络有以下特点：1. 多媒体数据处理能力多媒体传感器网络可以处理多媒体数据，例如图像、音频、视频等。
节点可以对这些数据进行处理和分析，进而实现一些应用。
2. 实时传输和处理能力多媒体传感器网络可以实时地传输和处理数据，因此可以用于一些实时应用，比如视频监控和音频传输等。
3. 自组织和自适应多媒体传感器网络具有自组织和自适应的特点。
节点可以根据环境的变化自动配置和优化网络拓扑结构，从而实现网络的高效率和鲁棒性。
二、多媒体传感器网络的网络拓扑结构多媒体传感器网络的网络拓扑结构对于网络的性能有着重要的影响。
常见的多媒体传感器网络的网络拓扑结构有以下几种：1. 基于单跳连接的网络结构基于单跳连接的网络结构是指每个节点只与邻居节点直接连接，所有节点构成的网络拓扑结构是一个无向图。
这种结构简单，易于实现，但是容易产生拓扑结构的不连通和不完美匹配的问题。
2. 基于多跳连接的网络结构基于多跳连接的网络结构是指节点可以通过多层中继节点来与目的节点直接连接，所有节点构成的网络拓扑结构是一个有向图。
这种结构可以提高传输效率，但是节点的能耗会增加，网络的复杂度也会增加。
3. 基于层次结构的网络结构基于层次结构的网络结构是指将节点划分为若干个层次，节点之间的连接关系是基于层次结构的。
这种结构可以实现网络的高效组织和管理，但是节点的策略和节点分组算法的设计难度较大。
基于NS2的无线多媒体传感器网络多路径路由算法仿真与实现
3、GEAR算法：GEAR（Geographical Energy Aware Routing）算法是一种基 于地理位置的路由算法。它通过优化数据传输路径，使得能量消耗更加均衡。 GEAR算法根据节点的位置信息计算最短路径，并选择能量剩余较多的节点作为 下一跳节点。
三、无线传感器网络路由算法的 仿真实现
相关技术综述
无线多媒体传感器网络相关研究
无线多媒体传感器网络是一种集成了传感器、微处理器、无线通信和多媒体技 术的网络。它的主要任务是收集、处理和传输各种多媒体信息，如音频、视频、 图像等。无线多媒体传感器网络具有广泛的应用前景，如环境监测、智能交通、 智能家居等。
QoS路由算法相关研究
QoS路由算法是一种能够保证网络服务质量的新型路由协议。它能够在传输过 程中有效地分配网络资源，以满足不同的服务质量需求。QoS路由算法主要包 括基于端到端、基于中间节点和基于源节点三种类型。在无线多媒体传感器网 络中，
3、数据采集与处理：通过实验平台采集数据，对路由算法的性能进行评估， 包括吞吐量、能耗等方面的分析。
谢谢观看
基于NS2的无线多媒体传感器 网络多路径路由算法仿真与实
现
01 引言
03 算法描述
目录
02 相关研究 04 参考内容
引言
无线多媒体传感器网络（WMSN）在许多领域都具有广泛的应用前景，如环境监 测、智能交通和军事侦察等。在这些应用场景中，由于传感器节点资源的限制， 如何有效地传输多媒体数据成为一个重要的问题。多路径路由算法作为一种提 高网络容错能力和
四、结论
无线传感器网络中的路由算法是实现高效、可靠数据传输的关键。针对不同应 用场景和需求，我们需要选择合适的路由算法来优化网络的性能表现。通过仿 真实验，我们可以对不同路由算法的性能进行评估和比较，为实际应用提供参 考依据。
无线传感器网络方案设计
无线传感器网络方案设计无线传感器网络（WSN）是一种由大量分布在广域范围内的低成本无线传感器节点组成的网络系统。
这些传感器节点可以感知环境中的各种参数，并将所感知到的信息通过网络进行传输和处理。
无线传感器网络在农业、环境监测、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在设计一个适用于某种特定场景的无线传感器网络方案。
一、方案需求分析在开始设计无线传感器网络方案之前，我们首先需要对场景需求进行分析。
该场景可能需要监测的参数、传感器节点数量、网络拓扑结构、数据传输要求等都需要明确。
例如，在环境监测方案中，传感器节点可能需要感知温度、湿度、光照等参数，并将这些数据传输至中央控制中心进行监测和分析。
二、选择传感器节点和通信协议根据场景需求，选择适合的传感器节点和通信协议是关键。
常见的传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
通信协议方面，常用的有无线HART、LoRa、ZigBee等。
根据具体需求，我们需要综合考虑节点功耗、传输距离、通信带宽等因素来选择合适的传感器节点和通信协议。
三、确定节点布局和网络拓扑在布置传感器节点时，需要考虑节点之间的距离、传输范围、互联互通等因素。
通常，节点应该均匀分布在整个监测区域内，以便能够全面感知环境参数。
网络拓扑方面，常见的有星型拓扑、网状拓扑等。
具体选择哪种拓扑结构取决于场景需求，比如星型拓扑适合节点数量较少的场景，而网状拓扑适合节点数量较多且需要互联互通的场景。
四、考虑能量供应和能耗优化由于无线传感器节点通常需要长时间运行，因此能量供应和能耗优化是不可忽视的因素。
传感器节点可以通过太阳能、电池等方式获取能量供应。
为了优化能耗，可以采取以下策略：降低通信功率以减少能耗、优化传输距离以减少功率消耗、选择低功耗的传感器节点等。
五、数据传输和处理设计合适的数据传输和处理方案对于无线传感器网络的正常运行是至关重要的。
数据传输可以通过无线信道进行，在传输过程中需要考虑信号干扰、数据安全等问题。
无线传感器网络仿真软件添加算法文档
无线传感器网络仿真软件添加算法文档1. 体系结构Atos-SensorSim 的体系结构如图1所示。
Atos-SensorSim 采用基于组件的思想设计。
其中的组件分为四种，分别为原子组件、核心组件、算法组件和演示组件。
原子组件仅包含一个组件，即广播消息组件。
该组件屏蔽了广播消息过程中底层的细节，包括发送节点和接受节点能量的减少等。
使用该组件时，只需设置它的发送节点属性和广播消息属性，便可完成发送节点广播消息的过程。
核心组件由原子组件组合而成。
这些组件实现了无线传感器网络算法常用到的一些公共组件，包括GPSR 路由协议、网络中建树等。
查询处理算法由核心组件组合而成。
例如，网络中建树组件可以用来实现TAG 算法，SwinFlood 算法通过网络中建树组件和GPSR 路由协议组件组合而成。
基于组件的方法的优点在于可重用性好。
实现一个新的查询处理算法时，只需对现有的一些组件进行组合或扩充，大大地降低了算法实现的难度。
为了验证传感器网络中的查询处理算法模拟实现的正确性，需要对模拟实现代码的执行过程进行测试。
由于算法是在各传感器节点分布执行的，因而它的测试过程非常困难。
我们实现了算法演示组件Animator ，对算法的详细执行过程进行图形化显示，包括消息包的传送，显示节点的所有邻居节点和部分查询结果等。
通过Animator 对算法的演示，能够快速发现算法实现的问题，方便对算法进行调试。
为了便于比较算法在不同参数条件下的性能，我们实现了一个用于评价算法性能的核心组件SensorSim 。
只需设置该组件的算法名称，网络和查询条件等属性，便可以获得所指定算法的性能统计信息，包括算法消耗的总能量，各节点消耗的能量等。
因此，Atos-SensorSim 能极大的简化传感器网络环境下算法的模拟实现及其性能评估。
图1 体系结构2.算法添加流程2.1.安装MyEclipse，运行MyEclipse2.2.导入Atos-SensorSim程序●选择导入现有项目至工作区●找到Atos-SensorSim程序所在目录2.3.新建一个算法类输入类名BroadcastAlgorithm，该类继承至系统中的抽象算法基类NHSensor.NHSensorSim.algorithm.AbstractTreeAlg●开发环境会自动生成一个新的算法类●在这个新的算法类中，只需要把这个新的算法逻辑加入至run函数中即可。
基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的设计.
0引言目前发展较成熟的几大无线通信技术，往往比较复杂，不但耗费较多资源，成本也较高，不适于短距离无线通信。
ZigBee 技术的出现就弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，大大减少资源的浪费，且有很大的发展前景。
ZigBee 技术是在IEEE 802.15.4协议标准的基础上扩展起来的，是一种短距离、低功耗、低传输速率的无线通信技术。
该技术主要针对低速率传感器网络而提出，能够满足小型化、低成本设备的无线联网要求，可广泛应用于工业、农业和日常生活中。
ZigBee 无线网络根据应用的需要可以组织成星型网络、网状网络和簇状网络三中拓扑结构。
ZigBee 网络有两种类型的多点接入机制。
在没有使能信标的网络中，只要信道是空闲的，任何时候都允许所有节点发送。
在使能信标的网络中，仅允许节点在预定义的时隙内进行发送。
协调器会定期以一个标知为信标帧的超级帧开始发送，并且希望网络中的所有节点与此帧同步。
在这个超级帧中为每个节点分配了一个特定的时隙，在该时隙内允许节点发送和接收数据。
超级帧可能还含有一个公共时隙，在此时隙内所有节点竞争接入信道。
1无线传感器网络节点硬件设计本文采用集成MCU+射频收发模块的SOC 设计方式，这种组合方式的兼容性与芯片之间的数据传输可靠性强，而且能实现节点的更微小化和极低的功耗。
1.1无线传感器网络节点组成无线传感器网络节点一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源管理模块组成，如图1所示。
数据采集单元用来采集区域的信息并完成数据转换，采集的信息包含温度、湿度、光强度、加速度及大气压力等；数据处理单元控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理和任务管理等；数据传输单元用于与其他节点进行无线通信、交换控制消息及收发采集数据；电源管理单元选通所用到的传感器。
1.2CC2430模块本文采用CC2430芯片为核心来设计传感器节点。
CC2430芯片是挪威Chipcon 公司推出的符合IEEE 802.15.4标准ZigBee 协议的Soc 解决方案。
无线传感器网络的设计方案
无线传感器网络的设计方案无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由多个分布式、自组织的传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的物理或化学参数。
在各种应用领域，例如环境监测、智能交通、无人机控制等，无线传感器网络都发挥着重要的作用。
为了确保无线传感器网络的高效运行和可靠性，设计一个合理的网络架构和通信方案至关重要。
本文将介绍一个设计方案，以实现一个具有高性能和可靠性的无线传感器网络。
一、网络拓扑结构设计为了达到高效的通信和资源利用，无线传感器网络通常采用多层、分布式的拓扑结构。
其中，典型的拓扑结构包括星型、网状和集簇等。
在设计网络拓扑结构时，需要考虑以下几个因素：1. 覆盖范围：根据应用需求和监测区域大小，选择合适的网络拓扑结构。
对于大范围的监测区域，可以采用星型或网状结构；而对于局部区域监测，可以采用集簇结构。
2. 能量消耗：无线传感器节点通常由电池供电，因此在设计网络拓扑结构时，需要考虑节点能量消耗的均衡。
合理选择节点的位置，减少能量消耗不均衡现象，延长整个网络的寿命。
3. 通信效率：网络拓扑结构的设计应该确保节点之间的距离尽量接近，以提高通信效率。
同时，避免冗余的节点连接，减少通信负载。
二、节点通信协议设计在无线传感器网络中，节点之间的通信是通过协议来实现的。
设计一个高效的通信协议可以提高网络的可靠性和传输效率。
以下是设计节点通信协议时需要考虑的几个因素：1. 数据传输方式：根据应用需求和传输特性，选择合适的数据传输方式。
例如，可以采用直接传输方式、多跳传输方式或基于路由的传输方式。
2. 路由选择算法：根据网络拓扑结构和节点分布情况，设计合适的路由选择算法。
例如，可以采用最短路径算法、最小代价算法或基于能量消耗的路由算法。
3. 数据压缩和聚合：为了减少能量消耗和网络带宽占用，可以设计数据压缩和聚合技术。
将相似的数据进行压缩和聚合，减少无用数据的传输。
基于OPNET的无线传感器网络仿真
第28卷 第6期2006年12月电气电子教学学报J OU RNAL OF EEEVol.28 No.6Dec.2006基于OPNET的无线传感器网络仿真胡 静(东南大学 移动通信国家重点实验室,江苏南京210096)摘 要:OPN ET是目前广泛使用的可用于网络仿真及协议分析等的仿真工具软件。
本文以L EACH协议为例,阐述了基于OPN ET平台进行无线传感器网络协议仿真的一般过程。
首先本文简要描述了L EACH协议的网络模型以及能量模型,随后介绍了利用OPN ET进行L EACH 协议建模的步骤,最后给出并分析了仿真结果。
关键词:OPN ET;无线传感器网络;网络仿真;L EACH中图分类号:TN91912 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2006)06-0046-04 Simulation of Wireless Sensor N et w orks B ased on OPNETHU Jing(N ational Mobile Communications Research L ab,S out heast Universit y,N anj ing210096,China)Abstract:OPN ET is a simulation software for network simulation and protocol analysis.Taking an exam2 ple for L EAC H p rotocol,t his paper discusses t he common p rocedure of wireless sensor networks simula2 tion based on OPN ET.Firstly t he network model and energy model of L EAC H are briefly described,t hen modeling step s of L EACH based o n OPN ET are int roduced,lastly t he simulation result is presented and analyzed.K eyw ords:O PN ET;wireless sensor networks;network simulation;L EAC H0 引言网络仿真技术是一种建立网络设备和网络链路的统计模型,并模拟网络流量的传输,从而获取网络设计或优化所需要的网络性能数据的仿真技术。
第12章 无线传感器网络的仿真技术
进程建模是建模机制的最底层，进程模型使用有效状态机（FSM） 来描述进程的逻辑行为——协议；通过状态转移图（STD）的状态和转移 两个方面来描述模块的行为。
常用的仿真软件– NS-2
NS-2是面向对象、离散事件驱动的网络环境模拟器，它支持众多的协 议，并提供了丰富的测试脚本，主要用于解决网络研究方面的问题，它 本身有一个虚拟时钟，所有的仿真都由离散事件驱动。 使用NS2进行网络仿真的方法和一般过程 （1）开始编写OTCL脚本。首先配置模拟网络拓扑结构，此时可以确定链 路的基本特性，如延迟、带宽和丢失策略等。 （2）建立协议代理，包括端设备的协议绑定和通信业务量模型的建立。 （3）配置业务量模型的参数，从而确定网络上的业务量分布。 （4）设置Trace文件。NS2通过Trace文件来保存整个模拟过程。在仿真结 束后，用户可以对Trace文件进行分析研究。 （5）编写其他的辅助过程，设定模拟结束时间，至此OTCL脚本编写完成。 （6）用NS2解释执行刚才编写的OTCL脚本。 （7）对Trace文件进行分析，得出有用的数据。 （8）调整配置拓扑结构和业务量模型，重新进行上述模拟过程。
常用的仿真软件--OPNET
OPNET是一种优秀的图形化、支持面向对象建模的大型网络仿真软 件，它具有强大的仿真功能，几乎可以模拟任何网络设备、支持各种网 络技术，能够模拟固有通信模型、无线分组网模型和卫星通信网模型； 同时，OPNET在对网络规划设计和现有网络分析中也表现较为突出。此 外，OPNET还提供交互式的运行调试工具和功能强大、便捷、直观的图 形化结果分析器以及能够实时观测模型动态变化的动态观测器。
常用的仿真软件--OPNET
2）节点建模 互联进程级对象可形成节点级的设备，每一个节点模型其实就是一 个网络对象（链路除外），它由一个或多个模块（Module）组成，每一 个模块能够生成、发送或从别的模块接收数据包以完成它在节点内的功 能。在节点级，模块都是黑匣子，内部结构对用户不可见，但用户可以 通过配置其属性的方式来控制模块的行为。 3）进程建模
面向多媒体数据的无线传感器网络设计与优化
面向多媒体数据的无线传感器网络设计与优化无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种包含大量具有感知、通信和计算能力的无线传感器节点的网络系统。
它能够通过自组织、自适应的方式对环境进行实时监测和数据采集，具有广泛的应用前景。
而面向多媒体数据的无线传感器网络设计和优化则是针对多媒体数据传输和处理的需求对传感器网络进行特殊的设计和优化。
面向多媒体数据的无线传感器网络设计主要涉及以下几个方面：1. 数据传输方式的设计：针对多媒体数据的传输需求，传感器节点之间的通信方式需要更加高效和可靠。
可以采用多径传输、多跳传输等方式来提高数据传输的可靠性和容错性。
同时，为了降低能量消耗，还可以采用分簇、协同传输等技术来减少冗余传输和能量消耗。
2. 多媒体数据的压缩和编码：多媒体数据通常具有较大的数据量，为了节省能量和带宽，需要对数据进行压缩和编码。
可以采用无损压缩和有损压缩等技术来降低数据量，同时保证数据传输的质量和准确性。
此外，还可以采用分级编码、分布式编码等技术来提高数据的传输效率。
3. 数据存储和处理的优化：传感器节点通常资源有限，需要对多媒体数据的存储和处理进行优化。
可以采用分布式存储和处理的方式，将数据分散存储在多个节点上，并通过协同处理的方式来提高存储和处理的效率。
同时，还可以根据数据的类型和重要性进行优先级的设置，对关键数据进行重点存储和处理，减少能量和资源的浪费。
4. 节点能量管理的优化：无线传感器网络中，传感器节点的能量是有限的，如何有效管理和利用能量对于网络的长期稳定运行至关重要。
面向多媒体数据的传感器网络设计中，可以采用能量均衡和切换等技术来延长网络寿命。
同时，还可以通过能量感知和能量节约的机制来对传输、存储和处理等环节进行优化，在保证传输质量的同时节约能量。
5. QoS（Quality of Service）保障：多媒体数据对传输延迟和带宽要求较高，为了满足这些要求，需要设计和优化传感器网络的QoS保障机制。
基于ns2的wmsns可视化仿真平台的设计与实现
基于NS2的WMSNs可视化仿真平台的设计与实现摘要无线多媒体传感器网络（Wireless Multimedia Sensor Networks，WMSNs），在无线传感器网络基础上增加了大量的音、视频多媒体传感器设备，从而实现更加全面、准确、高效、细粒度的区域检测。
WMSNs技术已经较为广泛的应用于军事侦查、智能家庭、环境监测以及城市交通等领域。
对于网络场景的研究，尤其是大规模的网络场景很难通过实验来模拟，所以网络仿真工具的出现在很大程度上解决了这一难题。
由于WMSNs是较为新颖的网络形式，所以现阶段针对WMSNs的仿真工具相对较少。
本文提出了一种针对WMSNs的仿真工具的设计方案。
基于NS2的WMSNs可视化仿真平台是针对WMSNs的网络仿真平台。
本文主要工作分为两部分：服务器端和移动设备端。
服务器端以NS2为基础，负责仿真数据的处理工作；移动设备端以用户界面为主，负责仿真场景的搭建和描述以及仿真结果的呈现。
用户界面上可以设置无线节点以及节点坐标、节点无线信号覆盖范围、能量值、无线信道参数等针对WMSNs场景特征设置。
在NS2中加入了适用于WMSNs的经典的LEACH路由协议，拓展了NS2功能，使该平台更有针对性。
本仿真平台将仿真界面和仿真处理器分离，仿真界面置于移动终端，仿真处理器置于服务器。
只要将移动终端与服务器通过Wi-Fi连接，便可以随时随地对WMSNs场景进行仿真，并快速得到仿真结果，大大提高了仿真效率，为以后的工作节约了大量时间。
本文的主要创新点是针对WMSNs设计了基于NS2的仿真平台，同时在该平台上进行了LEACH路由协议仿真试验，试验结果表明该平台具有一定的应用价值，对WMSNs的仿真研究具有一定的理论价值和现实意义。
本设计已经获得了国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书（软件名称：基于NS2的WMSNs可视化仿真平台1.0，登记号：2013SR016727）。
关键词：WMSNs；NS2；网络场景；仿真平台Design and Implementation of Visual Simulation Platformfor WMSNs Based on NS2AbstractWireless multimedia sensor networks (WMSNs), increase a large number of audio and video multimedia sensor devices on the base of wireless sensor networks, in order to achieve more comprehensive, accurate, efficient, fine-grained region detection. The WMSNs have been widely used in the military investigation, smart home, environmental monitoring, as well as urban transportation and other fields.The study of network scenes, especially large-scale network scenarios are difficult to simulate by experiments, so network simulation tools can solve this problem. WMSNs are novel form of network, so simulation tools for WMSNs are relatively very few at the present stage. This paper presents a design of a simulation tool for WMSNs.Visual simulation platform for WMSNs based on NS2 is designed for WMSNs. This simulation platform can be divided into two parts: server-side and mobile device. Server-side is responsible for the processing of the simulation data; mobile device is responsible for the building and description of simulation scenes, as well as the presentation of simulation results. The user interface can set the wireless nodes, node coordinates, node wireless signal coverage, energy value, and radio channel parameters. Most importantly, we add LEACH routing protocol which is designed for WMSNs to expand NS2, makeing the platform more targeted.This simulation platform separates interface from simulation processor, and the interface is placed on the mobile device while the simulation processor is set to theserver. As long as connecting the mobile terminal and server via Wi-Fi, we can simulate wireless multimedia sensor network scenes anytime and anywhere and get the simulation results quickly. By this way, we greatly improve the simulation efficiency and save lots of time.The main innovation point of this paper is that we design a visual simulation platform for WMSNs based on NS2, and the platform has tested LEACH routing protocol. The results show that the platform has a certain value in theory and application for WMSNs. This design has obtained a registration certificate of computer software copyright issued by the National Copyright Administration (Software Name: Visual Simulation Platform for WMSNs Based on NS2 1.0, Registration Number: 2013SR016727).Keywords: WMSNs; NS2; Network Scenes; Simulation Platform目录1绪论 (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.1.1 课题背景 (1)1.1.2 研究内容 (3)1.2 研究现状 (3)1.2.1 现有网络仿真器综述 (4)1.2.2 存在的问题 (5)1.3 本文的组织结构 (6)1.4 本章小结 (7)2 NS2仿真器 (8)2.1 NS2仿真器概述 (8)2.1.1 NS2使用的语言简介 (9)2.1.2 NS2的原理 (11)2.1.3 NS2中相关工具介绍 (13)2.2 NS2协议的扩展方法 (15)2.3 本章小结 (15)3 WMSNs (16)3.1 WMSNs概要 (16)3.1.1 无线多媒体网络体系结构 (16)3.1.2 WMSNs分层结构及协议 (20)3.2 WMSNs研究的热点问题 (23)3.2.1 ZigBee技术 (23)3.2.2 超宽带技术 (24)3.2.3 跨层优化 (24)3.2.4 多媒体编解码 (25)3.2.5 服务质量保障 (25)3.2.6 网络覆盖 (25)3.3 WMSNs的应用 (26)3.4 本章小结 (27)4 基于NS2的WMSNs可视化仿真平台设计 (28)4.1 仿真平台架构 (28)4.1.1 服务器主要功能 (30)4.1.2 移动终端主要功能 (31)4.2 仿真平台工作流程 (33)4.2.1 服务器端各功能函数说明及实现 (35)4.2.2 移动设备端各功能函数说明及实现 (37)4.3 LEACH协议 (39)4.3.1 LEACH路由协议简介 (39)4.3.2 NS2中协议拓展方法与实现 (39)4.3.3 NS2中路由协议的添加 (40)4.3.4 LEACH路由协议的C++实现过程 (41)4.4 本章小结 (43)5 基于NS2的WMSNs可视化仿真平台的使用 (44)5.1 仿真平台的安装 (44)5.1.1 运行环境要求 (44)5.1.2 Cygwin安装 (45)5.1.3 NS2安装 (47)5.1.4 LEACH协议添加 (49)5.1.5 仿真平台其它配置 (50)5.2 服务器端登录和退出 (50)5.2.1 服务器登录 (50)5.2.2 服务器退出 (51)5.3 移动设备端应用界面 (52)5.3.1 功能按钮 (52)5.3.2 无线节点传输层协议设置 (52)5.3.3 无线节点应用层协议设置 (53)5.3.4 无线节点路由协议设置 (53)5.3.5 无线节点其它参数设置 (54)5.3.6 脚本生成 (54)5.4 仿真结果分析 (55)5.4.1 仿真环境设置 (55)5.4.2 仿真结果分析 (56)5.5 本章小结 (57)6 总结与展望 (58)参考文献 (60)致谢 (64)个人简历、在学期间研究成果 (66)1绪论1.1 研究背景与意义1.1.1 课题背景21世纪，已经进入了信息通信时代，各种无线技术、电子技术和传感器技术都得到了飞速发展。