【正文】 0 no wireless extensions. eth1 IEEE : Mode:Managed Frequency: GHz Access Point: NotAssociated Bit Rate:0 kb/s TxPower=15 dBm Retry limit:8 RTS thr=2347 B Fragment thr=2346 B Encryption key:off Power Management:off Link Quality:0 Signal level:0 Noise level:0 Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0 Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0 ifconfig eth1 // iwlist scan //搜索空間中存在的無線AP點(diǎn) lo Interface doesn39。t support scanning. eth0 Interface doesn39。t support scanning. eth1 Scan pleted : Cell 01 Address: 00:60:B3:05:FE:CF ESSID:Wireless Mode:Managed Frequency: GHz (Channel 1) Quality=93/100 Signal level=23 dBm Noise level=96 dBm Encryption key:off Bit Rates:1 Mb/s。 2 Mb/s。 Mb/s。 11 Mb/s。 6 Mb/s 9 Mb/s。 12 Mb/s。 18 Mb/s。 24 Mb/s。 36 Mb/s 48 Mb/s。 54 Mb/s Cell 02 Address: 00:15:70:9F:79:FC ESSID:NJUPT Mode:Managed Frequency: GHz (Channel 1) Quality=65/100 Signal level=78 dBm Noise level=96 dBm Encryption key:off Bit Rates:1 Mb/s。 2 Mb/s。 Mb/s。 6 Mb/s。 9 Mb/s 11 Mb/s。 12 Mb/s。 18 Mb/s。 24 Mb/s。 36 Mb/s 48 Mb/s。 54 Mb/s iwconfig eth1 ap 00:60:B3:05:FE:CF //通過無線AP的MAC地址進(jìn)行連接 ping PING (): 56 data bytes 64 bytes from : seq=0 ttl=255 time= ms 64 bytes from : seq=1 ttl=255 time= ms 64 bytes from : seq=2 ttl=255 time= ms ping statistics 3 packets transmitted, 3 packets received, 0% packet loss roundtrip min/avg/max = 到這步網(wǎng)關(guān)上的WiFi模塊已近成功接入無線AP點(diǎn)。如圖52所示：圖52 WiFi模塊的連接示意圖圖53 筆記本的無線連接示意圖,連接上無線AP。如圖53所示。通過執(zhí)行命令ping ?？梢灾繵IFi網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)組建成功，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。2．Zigbee網(wǎng)絡(luò)的搭建 我們利用Crossbow公司的基于mesh的無線傳感網(wǎng)來搭建Zigbee網(wǎng)絡(luò)，該無線傳感網(wǎng)支持Zigbee協(xié)議。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的搭建步驟如下：（1） 在PC上安裝MoteWorks軟件，MoteView軟件。（2） 把節(jié)點(diǎn)XM2110插在MIB520CB接口板上，通過USB連接線連接到PC上， PC會提示安裝FTDI公司的USB硬件驅(qū)動程序。 （3） 通過PN2（Programmer39。s notepad）編譯、鏈接、燒寫固件程序到節(jié)點(diǎn)中。如圖54所示。圖54 PN2軟件界面截圖該無線傳感網(wǎng)的固件程序是由nesC語言編寫的。nesC語言是一種擴(kuò)展C的編程語言，主要用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的自身特點(diǎn)，面向它的開發(fā)語言也有其相應(yīng)的特點(diǎn)。一是采用主動信息，在發(fā)送消息的同時(shí)傳送處理這個(gè)消息的相應(yīng)處理函數(shù)ID和處理數(shù)據(jù)，接收方得到消息后可立即進(jìn)行處理，從而減少通信量。二是整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是由事件驅(qū)動而運(yùn)行的，沒有事件發(fā)生時(shí)，微處理器進(jìn)入睡眠狀態(tài)，從而可以達(dá)到節(jié)能的目的。三是利用組件對軟硬件進(jìn)行功能抽象。整個(gè)系統(tǒng)是由組件構(gòu)成的，通過組件提高軟件重用度和兼容性，程序員只關(guān)心組件的功能和自己的業(yè)務(wù)邏輯，而不必關(guān)心組件的具體實(shí)現(xiàn)，從而提高編程效率。nesC主要用在TinyOS中，TinyOS也是由nesC編寫完成的。這里的MIB520上就有一個(gè)TinyOS操作系統(tǒng)，其主要目的是為用戶提供一個(gè)良好的用戶接口。研發(fā)人員在無線傳感器節(jié)點(diǎn)處理能力和存儲能力有限情況下設(shè)計(jì)一種新型的嵌入式系統(tǒng)TinyOS，具有更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)處理和資源收集能力，滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求。為滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的要求，研究人員在TinyOS中引入4種技術(shù)：輕線程、主動消息、事件驅(qū)動和組件化編程。輕線程主要是針對節(jié)點(diǎn)并發(fā)操作可能比較頻繁，且線程比較短，傳統(tǒng)的進(jìn)程/線程調(diào)度無法滿足（使用傳統(tǒng)調(diào)度算法會產(chǎn)生大量能量用在無效的進(jìn)程互換過程中）的問題提出的。也可以通過MoteConfig軟件，將程序燒入IRIS節(jié)點(diǎn)。注意區(qū)分燒寫基站程序和傳感節(jié)點(diǎn)程序。注意燒寫程序時(shí)需要使用COM口。如圖55所示：圖55 MoteConfig軟件里COM口的選擇圖56 MoteConfig軟件燒制節(jié)點(diǎn)（4） 處于同一個(gè)WSN的IRIS節(jié)點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)號應(yīng)該相同。其中基站的設(shè)備號通常為0，其他節(jié)點(diǎn)的設(shè)備號則從1開始依次遞增。（5） 將燒寫好固件程序的節(jié)點(diǎn)插上傳感板在空間位置布置完成后，打開傳感節(jié)點(diǎn)的電源開關(guān)，將燒寫好基站程序的IRIS節(jié)點(diǎn)插在MIB520接口板上連接PC。運(yùn)行終端應(yīng)用平臺MoteView進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置。如圖57所示需要設(shè)置工作模式，選擇對應(yīng)的網(wǎng)關(guān)、傳感板型號，數(shù)據(jù)庫參數(shù)等。圖57 MoteView參數(shù)設(shè)置示意圖參數(shù)設(shè)置正確之后，我們就可以查看網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的情況，了解相關(guān)的傳感數(shù)據(jù)信息。如下圖58所示：圖58 MoteView軟件運(yùn)行圖上圖所示是一個(gè)ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。標(biāo)有GW的節(jié)點(diǎn)表示通過USB接口連接在電腦上的MIB520，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能。其余節(jié)點(diǎn)均為XM2110 + MDA100CB組成的IRIS傳感節(jié)點(diǎn)。圖中4號節(jié)點(diǎn)直接傳送到基站，3號節(jié)點(diǎn)需經(jīng)過2號節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。該無線傳感網(wǎng)中的路由選擇算法是由CrossBow公司基于最小功耗的原則開發(fā)的。因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)鏈路都是根據(jù)功耗狀態(tài)不同動態(tài)變化的。各節(jié)點(diǎn)采集該點(diǎn)空間位置的溫度、光強(qiáng)等模擬信息經(jīng)過處理后發(fā)送到基站供終端平臺查看。 系統(tǒng)的測試步驟及結(jié)果本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺中我們引入一臺24口的交換機(jī)。在這里做出相關(guān)的說明：由于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的無線傳感網(wǎng)是Crossbow公司商用化的IRIS系列產(chǎn)品。因此該WSN的路由協(xié)議，數(shù)據(jù)封裝協(xié)議等具有商業(yè)保護(hù)，不開源，我們無法做到直接將無線傳感網(wǎng)的基站節(jié)點(diǎn)通過USB接口連接到網(wǎng)關(guān)開發(fā)板上，否則數(shù)據(jù)無法解析以及做進(jìn)一步處理應(yīng)用。因此我們需要在一臺PC上安裝Crossbow配套的MoteWorks，MoteView等終端軟件。使用相關(guān)的應(yīng)用程序組件對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理。我們提出通過引入交換機(jī)將該無線傳感網(wǎng)絡(luò)連同PC機(jī)接入局域網(wǎng)中，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了網(wǎng)關(guān)設(shè)備的應(yīng)用范圍，使得只要保證無線傳感網(wǎng)連接的PC能夠與網(wǎng)關(guān)設(shè)備處于同一個(gè)局域網(wǎng)中，兩者可以在空間上相分離很遠(yuǎn)。為今后的進(jìn)一步深入研究應(yīng)用提供一條思路。我們啟動無線傳感網(wǎng)，運(yùn)行MoteView終端平臺如上文所示，可以持續(xù)不間斷地接受信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)進(jìn)過處理后插入后臺數(shù)據(jù)庫，我們可以通過終端平臺軟件的工具將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息按照一定的規(guī)則形式導(dǎo)出保存為文本文件的形式。Id Time parent voltage temp light adc2 adc3 adc4 adc5 adc61 2010430 10:22:44 0 402 494 978 785 614 475 362 2882 2010430 10:22:46 0 431 491 3