【正文】 最后將接收到的數(shù)據(jù)通過tinyos服務(wù)器以jsp曲線動態(tài)顯示實時數(shù)據(jù)。 服務(wù)器(HBEEMPOS II)構(gòu)成產(chǎn)品構(gòu)成 第五章節(jié) 開發(fā)內(nèi)容和傳輸機制 開發(fā)內(nèi)容 （包括傳感器的配置、傳感器燒錄、數(shù)據(jù)的實時收集、實時數(shù)據(jù)的存儲、實時數(shù)據(jù)的傳輸、實時數(shù)據(jù)在服務(wù)器端的接受及存儲TCPServer及MySql、數(shù)據(jù)庫及Web服務(wù)器安裝、利用JSP曲線動態(tài)顯示實時數(shù)據(jù)）首先燒錄整合好的溫濕度傳感器的代碼。 *Zigbex 利用借口模塊，可以與嵌入式系統(tǒng)進行連接。一般情況下，由于TinyOS操作系統(tǒng)中只提供besteffort消息傳遞機制．所以需要接收方提供確認反饋信息給發(fā)送方，以確定發(fā)送是否成功。在TinyOS的主動通信中，當數(shù)據(jù)到達傳感器節(jié)點時，首先進行緩存，然后由主動消息把緩存中的數(shù)據(jù)分發(fā)到上層應(yīng)用。主動消息通信是一個面向消息通信的高性能通信模型。 組件模型TinyOS操作系統(tǒng)中的組件有四個相互關(guān)聯(lián)的部分：一組命令處理程序句柄、一組事件處理程序句柄、一個經(jīng)過封裝的私有數(shù)據(jù)幀和一組簡單的任務(wù)。在TinyOS系統(tǒng)中，任務(wù)是一個可以被調(diào)度的實體，類似于傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中的進程或線程概念。在TinyOS中，命令都是非阻塞的，它們完成后會通知相關(guān)的事件調(diào)用。組件的接口通常是雙向的，這種接口實際上是提供者組件和使用者組件之間的一個多功能交互通道。該系統(tǒng)中的一個組件一般會提供一些接口(假定組件名為ComA)，接口可以被認為是這個軟件組件實現(xiàn)的一組函數(shù)的聲明，是單獨定義的一組命令和事件，其他組件通過引用相同接口聲明來使用這個組件(ComA)的函數(shù)，從而實現(xiàn)組件間功能的相互調(diào)用，即組件的接口是實現(xiàn)組件間互連的通道。但經(jīng)研究人員進一步的研究及使用后發(fā)現(xiàn)，C語言并不能有效和方便地支持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)。因此，需要一種全新的嵌入式操作系統(tǒng)來滿足無線傳感器節(jié)點的基本需求。(2)計算能力有限：傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都采用具有嵌入式特性的處理器，但嵌入式處理器的處理能力，使傳感器節(jié)點的計算能力比較有限。上層應(yīng)用以及各層的通信協(xié)議都以節(jié)能為中心，必要時可以犧牲其他的一些網(wǎng)絡(luò)性能指標來獲得更高的電源效率。 TinyOS無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分析 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件一般都由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)收發(fā)和電源等四個單元組成。CPU通過CS、R/C和CE 3 條控制線可完成啟動A/D轉(zhuǎn)換和讀轉(zhuǎn)換結(jié)果的操作,通過12/8 和凡兩根控制線控制輸出的位數(shù)。然后在ubuntu中編譯并運行Com_Sensor程序獲取傳感器實驗箱的數(shù)據(jù)。 軟件：（詳細介紹所涉及軟件的詳細內(nèi)容） Tinyos 操作系統(tǒng)。在CAP期間發(fā)送數(shù)據(jù)楨時，首先，設(shè)備要鎖定下一個退避時隙的邊界位置，然后，在等待任意個退避時隙后，如果檢測到信道忙，則設(shè)備要在等待任意個退避時隙，才能嘗試再次接入信道。 三 CSMA/CA和ZIGBEEZIGBEE網(wǎng)絡(luò)工作方式為信標網(wǎng)絡(luò)和非信標網(wǎng)絡(luò)，對不同的網(wǎng)絡(luò)工作方式將采用不同的信道接入機制。為了對系統(tǒng)的性能和行為進行有效的模擬和預(yù)測， 系統(tǒng)建模就需要能夠充分反映這些子系統(tǒng)得特性以及系統(tǒng)之間的交互行為。 4)自動仿真生成：OPNET 模型能被編譯為可執(zhí)行代碼，然后調(diào)試和執(zhí)行，并且輸出數(shù)據(jù)。從網(wǎng)絡(luò)層次關(guān)系看，提供三層建模機制，底層為進程建模，以有限狀態(tài)機來描述協(xié)議其次為節(jié)點模型，由相應(yīng)的協(xié)議模型構(gòu)成，反映服務(wù)特性最上層為網(wǎng)絡(luò)模型，與實際網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)，反映網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性。 OPNET能夠記錄大量用戶定義結(jié)果的集合， 支持不同特定傳感器硬件的建模， 比如物理連接收發(fā)器和天線，能自定義包格式。 著名的仿真軟件OPNET是美國OPNET Technologies公司的產(chǎn)品， 目前是世界上最先進的網(wǎng)絡(luò)仿真開發(fā)和應(yīng)用平臺之一。 隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和規(guī)模越來越復雜化以及網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用越來越多樣化，單純地依靠經(jīng)驗進行網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā)， 已經(jīng)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。或者傳感器之間相互干擾，甚至無法工作。也避免在粉塵較大的環(huán)境中使用。 　?、邸⒖紤]時漂和溫漂 　　在實際使用中，由于塵土、油污及有害氣體的影響，使用時間一長，電子式濕度傳器會產(chǎn)生老化，精度下降，電子式濕度傳感器年漂移量一般都在177。2%RH的要求恐怕連校準傳感器的標準濕度發(fā)生器也難以做到，更何況傳感器自身了。5%RH的精度就足夠了?！?。因為要達到不同的精度，其制造成本相差很大，售價也相差甚遠。此外，風與空氣中的溫濕度有密切關(guān)系，也是影響空氣溫濕度變化的重要因素之一。溫度越高，單位容積空氣中能容納的水蒸氣就越多，飽和濕度就越大。溫度對絕對濕度有著直接影響，一般情況下，溫度越高，水蒸氣發(fā)得越多，絕對濕度就越大；相反，絕對濕度就小。 　　有關(guān)濕度的一些定義： 　　相對濕度：在計量法中規(guī)定，濕度定義為“物象狀態(tài)的量”。用%RH表示。在生產(chǎn)和科學研究中，許多物理現(xiàn)象和化學過程都是在一定的溫度下進行的，人們的生活也和他密切相關(guān)。 溫濕度傳感器的簡介由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會相應(yīng)產(chǎn)生。 但是為了保證節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性， 實時通信協(xié)議依然像有線實時網(wǎng)絡(luò)一樣需要考慮兩個過程： 訪問仲裁過程和傳輸控制過程。 其中距離是由源節(jié)點和目的節(jié)點的物理位置決定的。如令牌環(huán)(Token Ring)協(xié)議 強調(diào)的是訪問仲裁過程，而定時令牌協(xié)議(Timed Token Protocol)，如 ，F(xiàn)DDI 則強調(diào)的是傳輸控制過程。 這種方法不需要對硬件做任何修改，但要增加新的協(xié)議軟件。然而，與固定的有線網(wǎng)絡(luò)不同，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，無線鏈路的帶寬相對較低，節(jié)點的內(nèi)存、能源等資源都相對受限。 這是我們面臨的第 7 個挑戰(zhàn)。 7)感知數(shù)據(jù)流巨大。 6)大規(guī)模分布式觸發(fā)器。網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、感知對象和觀察者這三要素都可能具有移動性，并且經(jīng)常有新節(jié)點加入或已有節(jié)點失效。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點密集， 數(shù)量巨大外，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分布在很廣泛的地理區(qū)域。這些傳感器都具有計算能力，可以完成一些信息處理工作。網(wǎng)絡(luò)中的傳感器由于電源能量的原因經(jīng)常失效或廢棄， 因此電源能量約束是阻礙無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的嚴重問題。同時由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)更多地受到高山、建筑物、障礙物等地勢地貌以及風雨雷電等自然環(huán)境的影響，傳感器可能會長時間脫離網(wǎng)絡(luò)， 離線工作。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著很多鮮明的特點[28]，如大規(guī)模、自組織、電源能量和計算能力有限、動態(tài)性和以數(shù)據(jù)為中心等特點。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還為未來的遠程醫(yī)療提供了更加方便、 快捷的技術(shù)實現(xiàn)手段[22]，比如，嵌入家具和家電中的傳感器與執(zhí)行機構(gòu)組成的無線網(wǎng)絡(luò)與Internet連接在一起將會為我們提供更加舒適、方便和具有人性化的智能家居環(huán)境；文獻[23]中描述的城市車輛監(jiān)測和跟蹤系統(tǒng)中成功地應(yīng)用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。 軍事應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，由于其特有的無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、可快速展開、抗毀性強等特點， 是數(shù)字戰(zhàn)場無線數(shù)據(jù)通信的首選技術(shù)， 是軍隊在敵對區(qū)域中獲取情報的重要技術(shù)手段。 傳感器網(wǎng)的感知對象是觀察者感興趣的監(jiān)測目標， 如坦克、 軍隊、 動物、 有害氣等。例如，軍隊指揮官、一個由飛機攜帶的移動計算機都可以是傳感器網(wǎng)的信息獲取者。 本章首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、 特點及挑戰(zhàn)； 然后重點介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在實時性能方面的比較及基本解決方案；最后對仿真平臺OPNET進行了介紹。第六章 設(shè)置開發(fā)環(huán)境，首先介紹了 標準，對此標準中的 CAMA/CA 道信接入方式，并結(jié)合其工作流程進行了分析，提出一種具有優(yōu)先級的 CSMA/CA 算法，使數(shù)據(jù)分組可以根據(jù)其優(yōu)先級的不同而選擇不同 BE 和 CW，采用離散 Markov 鏈模型分析了所提出算法的性能，最后進行仿真驗證。接著連接傳感器取得數(shù)據(jù)。 第四章 系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計。 首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、 網(wǎng)絡(luò)的實時性應(yīng)用、特點及挑戰(zhàn)； 其次介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實時性能的區(qū)別， 并指出無線傳感絡(luò)的實時應(yīng)用需要考慮的基本問題和解決方案。 主要研究內(nèi)容見圖 所示。 2)針對在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組重要性的不同，而將數(shù)據(jù)分組進行分級，利用排隊模型， 按照優(yōu)先級服務(wù)規(guī)則對簇頭節(jié)點進行了建模， 分析了數(shù)據(jù)分組的排隊延遲，通過仿真對系統(tǒng)的性能指標進行了分析。 項目研究內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)延遲是衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸能力和實時性能指標之一，對于具有實時需求的應(yīng)用來說，網(wǎng)絡(luò)的延遲不但會影響網(wǎng)絡(luò)算法和協(xié)議的選擇， 而且對應(yīng)用的成功與否起著至關(guān)重要的作用。 在滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸速率要求的前提下， 數(shù)據(jù)傳輸延遲與源節(jié)點和目的節(jié)點之間的距離成正比。 第二種是實時無狀態(tài)路由協(xié)議SPEED[7]的網(wǎng)絡(luò)層解決方案。 目前為滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實時性需求較為成熟的方法有以下三種： 第一種是基于距離感知的實時通信調(diào)度體系結(jié)構(gòu)RAP[6]。 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中提供實時通信支持也面臨著挑戰(zhàn)。 我國現(xiàn)代意義的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用研究幾乎與發(fā)達國家同步啟動， 首次正式出現(xiàn)于 1999 年中國科學院 《知識創(chuàng)新工程試點領(lǐng)域方向研究》 的“信息與自動化領(lǐng)域研究報告”中，作為該領(lǐng)域提出的五個重大項目之一(當時的項目名稱:重點地區(qū)災(zāi)害實時監(jiān)測、預(yù)警和決策支持示范系統(tǒng))。Intel實驗室和大西洋學院在大鴨島上部署了傳感器網(wǎng)絡(luò)并進行了 9 個月左右的監(jiān)控， 得到了大量第一手數(shù)據(jù)。 加州大學洛杉磯分校開發(fā)了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境， 用于考察無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各方面的問題。英國、日本、意大利等國家的一些大學和研究機構(gòu)也紛紛開展了該領(lǐng)域的研究工作。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)擴展了人們的信息獲取能力， 將客觀世界的物理信息同傳輸網(wǎng)絡(luò)連接在一起，在下一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中將為人們提供最直接、最有效、最真實的信息。 本文從保證實時應(yīng)用的延遲的角度出發(fā)， 分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信延遲中節(jié)點內(nèi)的排隊延遲和由于節(jié)點競爭信道而產(chǎn)生的鏈路級延遲，對簡單優(yōu)先級調(diào)度算法、 協(xié)議中的退避算法進行了分析， 針對其不足提出了動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法和優(yōu)先級 CSMA/CA 算法。 圖 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實例 對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，QoS 問題最近才引起人們的關(guān)注。隨著無線通信、微處理器、微電機系統(tǒng)MEMS(Micro Electro Mechanical System)等技術(shù)的發(fā)展