【正文】 d hoc網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)結(jié)點(diǎn)要與其覆蓋范圍之外的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，需要中間結(jié)點(diǎn)的多跳轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)或展開無需依賴于任何預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。結(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入和離開網(wǎng)絡(luò)。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ad hoc網(wǎng)絡(luò)沒有嚴(yán)格的控制中心。有時(shí)節(jié)點(diǎn)間的通信可能要經(jīng)過多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，即報(bào)文要經(jīng)過多跳（Hop）才能到達(dá)目的地，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)通過分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和分布式算法相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)組織和運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不僅具有普通移動(dòng)終端所需的功能，而且具有報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)能力。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和思想 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是一種特殊的無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。由于移動(dòng)終端本身由電池供電，而電池的容量有限和電池制造技術(shù)一直沒有取得突破性進(jìn)展，所以在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中采用各種節(jié)能機(jī)制成為延長其工作時(shí)間的一種主要手段。例如在天黑還未完全黑之前，通過采集流明度值，可以先讓偶數(shù)個(gè)燈先亮，等到流明度超過某個(gè)值之后，再讓所有路燈全亮，這樣就可以節(jié)約部分電力。2) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的搭建可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可傳感器節(jié)點(diǎn)自動(dòng)組網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)之間可以根據(jù)多跳的路由協(xié)議將各自采集的數(shù)據(jù)以及鄰居信息存在一個(gè)表中存儲(chǔ)起來，然后再向鄰節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，最后將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)數(shù)據(jù)庫。 ：該模塊主要包括查詢、修改和添加三大功能，其中查詢是管理員對(duì)路燈信息分析最重要的功能，修改功能包含對(duì)名稱的修改和對(duì)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的修改，添加功能包含對(duì)新路段添加新節(jié)點(diǎn)和對(duì)已知路段添加節(jié)點(diǎn)。通常其收發(fā)功耗差別非常大，發(fā)送功耗甚至可以比接收功耗高出一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。功率控制機(jī)制通過調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)射功率，在保證一定通信質(zhì)量的情況下通過盡量降低發(fā)射功率來節(jié)省能量消耗。這類方法適用于由攜帶無線網(wǎng)卡的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一些通信距離較近、信號(hào)發(fā)射功率較小的網(wǎng)絡(luò)。 當(dāng)前，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能機(jī)制主要包括兩大類，一類是無限網(wǎng)卡動(dòng)態(tài)關(guān)閉機(jī)制，另一類是功率控制機(jī)制。而公平性、時(shí)延性能則關(guān)注較少，一般也不用考慮移動(dòng)路由方面的問題。通常，傳感器需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不太大，由自身攜帶的電池供電。 隨著移動(dòng)終端性能的提升和功能的加強(qiáng)，對(duì)電能的需求不斷提高，因此在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中采用各種節(jié)能機(jī)制成為延長其工作時(shí)間的一種主要手段，另外，從降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本和節(jié)約自然資源的角度來說，采用節(jié)能機(jī)制是一項(xiàng)意義重大的措施。此外，隨著季節(jié)的變化，定時(shí)器需要人工頻繁地調(diào)整。 2)時(shí)控和光控相結(jié)合的路燈控制方案 目前,路燈控制方案主要有時(shí)控法和光控法兩種。 8)通用性 硬件設(shè)備具有通用性，通過不同的軟件參數(shù)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)不同的功能。 6)可維修性 系統(tǒng)的設(shè)備模塊化設(shè)計(jì)，并且各單元部件具有故障定位指示，便于設(shè)備維修。 5)先進(jìn)性和實(shí)用性 設(shè)備須符合相關(guān)國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)是目前國內(nèi)最先進(jìn)的，并長期處于國內(nèi)較為先進(jìn)的水平。 3)提高燈具壽命，降低運(yùn)行成本 在降低運(yùn)行成本以外由于減少了開燈時(shí)間，延長了燈具壽命，降低運(yùn)行成本，進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效益。 2)節(jié)約大量的電費(fèi)支出 無線照明監(jiān)控系統(tǒng)能提高開/關(guān)燈的可靠性和可檢查性，避免白天亮燈情況的出現(xiàn)；同時(shí)，系統(tǒng)采用光控和時(shí)控相結(jié)合的控制方案，在預(yù)置的時(shí)間區(qū)段內(nèi)根據(jù)光照度決定路燈的開或關(guān)，既能在陰雨天自動(dòng)延長照明時(shí)間，又能在晴好天氣自動(dòng)縮短照明時(shí)間；這些措施既可滿足市民對(duì)道路照明的需求，又避免了路燈的無謂開啟，減少了開燈時(shí)間，從而節(jié)約了大量的電能。路燈維護(hù)及時(shí)，可以極大地減少對(duì)照明管理部門的投訴、減少道路交通事故的發(fā)生，有利于城市的治安，產(chǎn)生極大的社會(huì)效益，從而進(jìn)一步提高城市的形象。采用城市照明自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)以后，全市范圍的全夜燈、半夜燈和景觀燈的開/關(guān)均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。同時(shí)由于缺少實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，無法實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修。因此，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)路燈的管理和維護(hù)也提出了越來越高的要求，這些要求包括根據(jù)光照度變化及時(shí)開/關(guān)燈、隨時(shí)調(diào)整景觀燈的開/關(guān)燈時(shí)間并進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度、及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并立即進(jìn)行修復(fù)等。此外，由于缺乏靈活的控制手段，花費(fèi)大量經(jīng)費(fèi)建設(shè)起來的各類景觀燈，難以充分發(fā)揮應(yīng)有的效能。運(yùn)行過程中的故障只有等待巡視人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)才能發(fā)現(xiàn)，或者被動(dòng)地等待市民的電話反映，因此難以做到及時(shí)維修。 2）現(xiàn)行控制方法的缺陷 現(xiàn)行的方法既不能及時(shí)調(diào)整開/關(guān)燈的時(shí)間，更無法及時(shí)反映照明設(shè)施的運(yùn)行情況，并且故障率高、維修困難。 用戶的特點(diǎn) 本軟件的最終用戶是路燈管理部門的工作人員，部門有專職的路燈管理員，具有一定的計(jì)算機(jī)操作知識(shí)；系統(tǒng)的維護(hù)人員是部門信息中心的信息維護(hù)員，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的操作比較熟悉，同時(shí)對(duì)C編程有一定的經(jīng)驗(yàn)；管理員需要負(fù)責(zé)查看各路段的路燈狀態(tài)信息，可以對(duì)某些易發(fā)生交通事故的路段的壞燈進(jìn)行及時(shí)的檢修。同時(shí)，隨著無線技術(shù)的快速發(fā)展，利用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路燈控制更為靈活方便，而且無須考慮控制布線的問題，維護(hù)也很簡單，通過和各種新型傳感器、功率控制器相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)路燈智能控制，達(dá)到大量節(jié)約電能的目的。 第3章 需求分析 任務(wù)概述 目標(biāo) 目前，我國大中城市的地域規(guī)模不斷擴(kuò)展，城市照明路燈的數(shù)量越來越多，其用電量占城市總用量的比例不斷增加。 NET Framework可由非托管組件承載，這些組件將公共語言運(yùn)行時(shí)加載到它們的進(jìn)程中并啟動(dòng)托管代碼的執(zhí)行，從而創(chuàng)建一個(gè)可以同時(shí)利用托管和非托管功能的軟件環(huán)境。 以運(yùn)行時(shí)為目標(biāo)的代碼稱為托管代碼，而不以運(yùn)行時(shí)為目標(biāo)的代碼稱為非托管代碼。 您可以將運(yùn)行時(shí)看作一個(gè)在執(zhí)行時(shí)管理代碼的代理，它提供內(nèi)存管理、線程管理和遠(yuǎn)程處理等核心服務(wù)，并且還強(qiáng)制實(shí)施嚴(yán)格的類型安全以及可提高安全性和可靠性的其他形式的代碼準(zhǔn)確性。NET Framework 具有兩個(gè)主要組件：公共語言運(yùn)行時(shí)和 NET Framework 類庫。（如基于 Windows 的應(yīng)用程序和基于 Web 的應(yīng)用程序）時(shí)保持一致。（包括由未知的或不完全受信任的第三方創(chuàng)建的代碼）執(zhí)行安全性的代碼執(zhí)行環(huán)境。 NET Framework 旨在實(shí)現(xiàn)下列目標(biāo)： ，而無論對(duì)象代碼是在本地存儲(chǔ)和執(zhí)行，還是在本地執(zhí)行但在 Internet 上分布，或者是在遠(yuǎn)程執(zhí)行的。 NET Framework 提供了托管執(zhí)行環(huán)境、簡化的開發(fā)和部署以及與各種編程語言的集成。 NET Framework4NET Framework 是支持生成和運(yùn)行下一代應(yīng)用程序和 Web 服務(wù)的內(nèi)部 Windows 組件。 沒有單獨(dú)的頭文件，也不要求按照特定順序聲明方法和類型。 在直接內(nèi)存訪問必不可少的情況下，C 甚至支持指針和“不安全”代碼的概念。 在 C 中，如果必須與其他 Windows 軟件（如 COM 對(duì)象或本機(jī) Win32 DLL）交互，則可以通過一個(gè)稱為“互操作”的過程來實(shí)現(xiàn)。 內(nèi)聯(lián) XML 文檔注釋。 屬性，充當(dāng)私有成員變量的訪問器。在 C 中，結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)輕量類；它是一種堆棧分配的類型，可以實(shí)現(xiàn)接口，但不支持繼承。 類可能直接從一個(gè)父類繼承，但它可以實(shí)現(xiàn)任意數(shù)量的接口。 作為一種面向?qū)ο蟮恼Z言，C 支持封裝、繼承和多態(tài)性的概念。C 還提供了迭代器，允許集合類的實(shí)施者定義自定義的迭代行為，以便容易被客戶端代碼使用。 C 語法簡化了 C++ 的諸多復(fù)雜性，并提供了很多強(qiáng)大的功能，例如可為 null 的值類型、枚舉、委托、lambda 表達(dá)式和直接內(nèi)存訪問，這些都是 Java 所不具備的。 C 的大括號(hào)語法使任何熟悉 C、C++ 或 Java 的人都可以立即上手。 Visual C 2010 提供了高級(jí)代碼編輯器、方便的用戶界面設(shè)計(jì)器、集成調(diào)試器和許多其他工具，使您可以更輕松地在 C 語言 40 版和 NET Framework 4 版的基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用程序。 Visual Studio 2010的特點(diǎn) 40中的動(dòng)態(tài)類型和動(dòng)態(tài)編程； 　??； 　　 Studio 2010的特性支持TDD； 　　 ； 　　 Search特性； 　　++ 0x新特性； 　??； 　　 C++ 2010創(chuàng)建Ribbon界面； F； C技術(shù)介紹C 是一種簡潔、類型安全的面向?qū)ο蟮恼Z言，開發(fā)人員可以使用它來構(gòu)建在 NET Framework 上運(yùn)行的各種安全、可靠的應(yīng)用程序。Visual Basic、Visual C 和 Visual C++都使用相同的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，這樣就能夠進(jìn)行工具共享，并能夠輕松地創(chuàng)建混合語言解決方案。節(jié)點(diǎn)之間的通信距離在 50 米左右。MIB510可以通過RS232接口直接和PC機(jī)相連，也可以將MICAz控制板與MIB510通過插口直接相連，通過MIB510將PC機(jī)上的程序下載到節(jié)點(diǎn)上，或者將節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)讀取到PC機(jī)上。MICAz控制板上集成有Chipcon公司的 CC2420 無線收發(fā)模塊，工作在 24GHz 頻段。LPT））；MIB520的兩個(gè)虛擬串口分別為COMn和COM(n+1)，其中COMn用于燒寫程序，COM(n+1)用于數(shù)據(jù)通信； MIB600有兩種方式可連接：a連接到局域網(wǎng)的路由器或交換機(jī)；b使用交叉線直接連接到PC機(jī)的以太網(wǎng)口。 主要包括以下內(nèi)容： MoteView軟件安裝 MIB網(wǎng)關(guān)驅(qū)動(dòng)安裝 MoteView客戶端程序演示MoteView支持以下系統(tǒng)平臺(tái):Windows XP HomeWindows XP ProfessionalWindows 2000 with SP41)PC接口不同型號(hào)的MIB網(wǎng)關(guān)使用不同的接口，MoteView也是用相應(yīng)地接口1. MIB510串口網(wǎng)關(guān)：RS232串口2. MIB520 USB網(wǎng)關(guān)：USB接口3. MIB600 以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：帶以太網(wǎng)接口的路由器或交換機(jī)2)安裝MoteView 2. MIB網(wǎng)關(guān)驅(qū)動(dòng)安裝 MIB510驅(qū)動(dòng)：將MIB510直接連接值PC的DB9串口，如果沒有DB9串口，可選用USB轉(zhuǎn)串口線。MoteWorks的先進(jìn)設(shè)計(jì)使用戶自行開發(fā)硬件稱為可能。 MoteWorks的靈活性和可選性幫助開發(fā)人員選擇最好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，電源管理模式以及應(yīng)用寬帶。圖22 Ad Hoc路由協(xié)議按驅(qū)動(dòng)方式分類 MoteWorks介紹 MoteWorks概述 MoteWorks是第一款用于工業(yè)可開房源代碼的，基于標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)和支持OEM設(shè)備與系統(tǒng)開發(fā)的軟件平臺(tái)。這些協(xié)議必須處理好Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的典型局限，包括能力消損、低帶寬、高誤碼率等?？紤]到無線節(jié)點(diǎn)的特性，路由協(xié)議還應(yīng)盡量簡單，能夠保持節(jié)點(diǎn)的“休眠”操作以節(jié)省電源，能夠提供安全性保護(hù)等機(jī)制。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議分類 在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，由于節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)以及無線信道的衰耗、干擾等原因造成了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的頻繁變化，同時(shí)考慮到單向信道問題以及無線傳輸信道較窄等因素，在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，其路由問題與固定網(wǎng)絡(luò)相比要復(fù)雜得多。：由于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特殊特點(diǎn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域還有很多，這需要我們進(jìn)一步發(fā)掘?！。菏褂肁d Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以組建家庭無線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，開展移動(dòng)和可攜帶計(jì)算等。：個(gè)人局域網(wǎng)是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的又一大領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)PDA、手機(jī)、掌上電腦等個(gè)人電子通信設(shè)備之間的通信，并可以構(gòu)建虛擬教室和討論組等嶄新的移動(dòng)對(duì)等應(yīng)用。：對(duì)于像執(zhí)行運(yùn)輸任務(wù)的汽車隊(duì)這樣的動(dòng)態(tài)場(chǎng)合，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也可以提供很好的通信支持。在室外臨時(shí)環(huán)境中，工作團(tuán)體的所有成員可以通過Ad Hoc方式組成一個(gè)臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)來協(xié)同完成一項(xiàng)大任務(wù)，或協(xié)同完成某個(gè)計(jì)算機(jī)任務(wù)。：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的快速、簡單組網(wǎng)能力使得它可以用于臨時(shí)場(chǎng)合的通信。：當(dāng)處于偏遠(yuǎn)或野外地區(qū)時(shí)，無法依賴固定或預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施通信，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有單獨(dú)組網(wǎng)能力和自組織特點(diǎn)，是這些場(chǎng)合通信的最佳選擇。：在發(fā)生了地震、水災(zāi)、火災(zāi)或遭受其他災(zāi)難打擊后，固定的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可能全部損毀或無法正常工作。：分散的傳感器通過Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)傳感器之間和控制中心之間的通信。美軍的近期數(shù)字電臺(tái)（NTDR）和無線互聯(lián)網(wǎng)控制器等主要通信裝備都使用了Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。近年來得到迅速發(fā)展的美軍戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是它的核心技術(shù)。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場(chǎng)合 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可以歸納為以下幾類：：軍事應(yīng)用是Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。此外，地形或發(fā)射功率等因素使得Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中可能存在單向無線信道。在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率受限，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送，只有其一跳相鄰節(jié)點(diǎn)可以聽到，而此范圍之外的其他節(jié)點(diǎn)察覺不到。：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)采用無線傳輸技術(shù)，由于無線信道本身的特性，它所能提供的網(wǎng)絡(luò)寬帶相對(duì)于有線信道要低得多，并且無線信道的質(zhì)量較差。：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)沒有嚴(yán)格的控制中心，所有節(jié)點(diǎn)通過分層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為。當(dāng)要與其覆蓋范圍之外的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，需要中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，即要經(jīng)過多跳。與有中心的網(wǎng)絡(luò)相比，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的抗毀性。節(jié)點(diǎn)開機(jī)后就可以快速、自動(dòng)地組成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。圖中，終A和終端I無法直接通信，但可以通過路徑ABGI進(jìn)行通信[10]。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具備移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，可以看作是一個(gè)特殊的移動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。由于終端的無線傳輸范圍有限，兩個(gè)無法直接通信的終端節(jié)點(diǎn)往往會(huì)通過多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)來實(shí)現(xiàn)通信。圖21 典型的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)移動(dòng)終端兼路由器和主機(jī)兩種功能：作為主機(jī)，終端需要運(yùn)行面向用戶的應(yīng)用程序；作為路由器，終端需要運(yùn)行相應(yīng)的路由協(xié)議，根據(jù)路由策略和路由表參與分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由維護(hù)工作。考慮到帶寬和功率的限制，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)一般不適于作為中間承載網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)可以獨(dú)立工作，也可以接入Internet或蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)是由一組帶有無線收發(fā)裝置的移動(dòng)終端組成的一個(gè)多跳的臨時(shí)性自治