无线传感器网络硬件测试系统

室 内 子 系统 的 屏 蔽室 测 试 网 络 和办 公 区测 试 网络 。 节点 ， 可将其灵活的布置在室内或室外 ， 方便进行 网 室 内子 系统 的 局 域 网 、 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ 接 入 网 以及 室 外 子 系 络能耗 相关 的各类 实验 。
数 据传输 测试等 实验说 明各模块硬 件设计 合理 ， 能满足测试 平 台的各类研 究、 应用 开发 。
关键词 ：无线传感器网络 ； 测试平台； 硬件设计； 测量 系统
中图分类号 ：Ｔ Ｐ ３ ０ ２ 文献标识码 ：Ａ
携网络采集静止网络中的部分数据包 ， 使用混合模 对网络规模没有限制 ， 但 无 线 传 感器 网络 的发展 对 相关 的测试 调 试技 术 拟算法评估整个网络状态 ， 提 出了诸 如 实验环 境 的可控性 、 实 时 陛、 方便 性 、 通用 混合模拟算法还没有完全实现 ，其可行性还需要验 Ｎ Ａ 呼 台的缺 陷与Ｍ ｏ ｔ ｅ Ｌ ａ ｂ 平台类似 ， 传感器节 型、 可移槽 Ｉ 生、 规模性等新 的要求。 为解决在无线传感 证 。ｓ 还要将 数 据包通 过Ｕ Ｓ Ｂ口送 至用 户端 器网络研究阶段及其应用维护中的各种问题 ， 对无线 点 正 常通信 外 ， 测试分析 ， 影响了ＷＳ Ｎ 的通信质量 。 传 感 器 网络 测试 系统 平 台的研 究 显得 尤 为 重要 。 目 本文 结合 上 述各 测试 平 台的特 点 ，并 根据 目前 前， 国 内外 针对无 线传感 器 网络测试 系统平 台的研 究
技术 方案
２ ０ １ ３ ． ５ 数 据 通 信
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ
无线传感器网络硬件测试系统
孔维行 乐燕芬 李瑞祥 侍财源 （ 上海理 工大学光 电信息与计算机工程学 院 ， 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
摘ห้องสมุดไป่ตู้
要 ：随着无线传感器网络应 用研究的不断深入 ， 构建能反映应用环境特征 、 网络实际特性的测试平
具有 良好的通信 、 节能及鲁棒性等基本 的性能。图２ 为传感器节点系统框 图。
图１测 试平 台体 系结 构
该 测 试 平 台主要 包 含 １ 个 平 台控 制 中心 、 ２ 个 子 系统 、 ３ 种测试网络 、 ３ 种 通 信 网 络 以及 ５ 种 硬 件 功 能
图２ 传 感 器 节 点
台越 来越 受到重视 。在 对无线传 感器 网络 测试 系统的应 用需 求、 关键 问题进行 深入 分析 的基础 上 ， 并结合 实验 室研 究需要 ， 提 出了测试 系统 的硬件 设 计方案 ， 可支持 无线传 感 器 网络 的 干扰测 试 、 定位研 究 、 路 由协 议优 化
及应用开发等。 详细介绍 了测试 系统的架构及各硬件模块的设计。 通过ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 组网、 数据采集测试、 Ｇ Ｐ ＲＳ 远程
Ｓ 一 ２ ３ ２ 、 Ｕ Ｓ Ｂ 和以太网等可实 感器 节 点 和 中心 服务 器 组 成 ，采 用 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４ 协 种数据通信方式包 括Ｒ 议通信。网络中传感器节点除正常无线通信外 ， 还通 现网络状态信息采集 、节点代码更新和在线调试等 — Ｆ ｉ 、 蓝牙、 无 线 过 串 口以有 线 方式 与 中， Ｃ ， Ｈ Ｅ 务器 进 行数 据 包 和控 制 功能 。同时该 测试 平 台还可 以设 置Ｗｉ Ｓ Ｂ 等２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 同频无线干扰环境 ， 以便于进行无线传 命令 交互 。Ｋ ａ ｎ ｓ ｅ ｉ 平 台是 面 向多种 应 用 的测试 平 台 ， Ｕ 感器 网络抗 干扰性 能 的实验 研究 。 网 络规模 较 大且 可扩 展性 强 。Ｓ Ｎ Ａ Ｐ 平 台基本 结 构包
括 节点模 块 、 采 集模 块 和用 户 模 块三 部 分 ， 适 用于 规 模 较大 的 网络 ，并 且 能够 实 时采 集 无线 传 感 器 网络 ２ 测 试 平 台硬 件 体 系结 构 中的数 据 。Ｍｏ ｔ ｅ Ｌ ａ ｂ 平 台不 适用 于测 试规 模较 大 的无 无 线传 感 器 网络 测 试 平 台 的体 系结 构 如 图 １ 所
太 阳能 供 电模式 下 的节 点 可在 室外 或 室 内光照 模块 。平 台控制 中心 是指 ， 测试 平 台的服 务器 、 客 户 条件较 好 的环境下 使用 。采用 该供 电模式 ， 可避 免大 端及 相关 的通信 设备 。 ２ 个 子系统 包括测 试平 台部署 规 模 无 线传 感 网络 在测 试 过 程 中频 繁 地 更 换 电池 ， 在 室 内和室 外 的两 个 子 系统 。３ 种 测试 网络包 括 ， 部 有利 于进 行耗 时较 长 的实验 研 究 ，如抗 干 扰性 能研 署在 室外 子 系统 的若 干个 室外 测 试 网络 以及 部署 在 究 、 定 位 实现 、 网络 协议 优化 等 。而镍 氢 电池供 电 的
线传感器 网络 ， 且测试方法单一 。Ｋ ａ ｎ ｓ ｅ ｉ 平台通过便 示 。
收稿 日￣ ： ２ ０ １ ３ － ０ ７ － １ ８ ｌ ７
圈
～ 一
数 据 通信
２ ０１ ３ ． ５
有 锂 电池 供 电和镍 氢 电池供 电两种 。其 中 ， 数据传 输 单 元和数 据处 理单元 是节 点设计 中的重点部 分［ ６ １ 。一 个 良好 的传 感器 节点 硬件 设计 方 案应 能 够保证 节 点
１ 概 述
还处于起始阶段 ， 文献［ １ 】 中介绍了几种著名的测试平 的研究需要 ，提 出了一种无线传感器网络测试平台 台， 其 中包 括哈 佛 大学 开发 的Ｍｏ ｔ ｅ Ｌ ａ ｂ 平台圆 、 俄 亥俄 的硬件系统设计方案 。该方案适用于大规模无线传
州 大学 开 发 的 Ｋ ａ ｎ ｓ ｅ ｉ 平 台嘲 ； 国 内 比较 著 名 的有香 港 感器 网络 中进行诸如无线信道干扰测试 、无线传感 科技 大学 开发 的Ｓ Ｎ Ａ Ｐ 平 台嗍 。其 中Ｍｏ ｔ ｅ Ｌ ａ ｂ 平 台 由传 器 网络定 位 以及 路 由协 议优 化 等研 究 ，并设 计 了多