【正文】 過無線連接構(gòu)成任意的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。在后一種情況中，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)通常是以末端子網(wǎng)的形式接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。它只允許產(chǎn)生于或目的地是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點的信息進出，而不讓其他信息穿越本網(wǎng)絡(luò)，從而大大減少了與現(xiàn)有的Internet互操作的路由開銷。在Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點間的路由通常由多跳組成。所以，它又被稱為多條無線網(wǎng)、自組織網(wǎng)絡(luò)、無固定設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)或?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò)。如圖21所示為一個典型的圖Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)。 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有以下特點：：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)具有獨立組網(wǎng)能力，即網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)無需依賴于任何預(yù)先架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)采用無中心結(jié)構(gòu)，所有節(jié)點的地位平等，組成一個對等式網(wǎng)絡(luò)，其中的節(jié)點可以隨時加入和離開網(wǎng)絡(luò)，任意節(jié)點的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行。：由于節(jié)點發(fā)射功率的限制，節(jié)點的覆蓋范圍是有限的。：Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中，移動終端能夠以任意可能的速度和移動模式移動，并且可以隨時關(guān)閉電臺，加上無線發(fā)送裝置的天線類型多種多樣、發(fā)送功率的變化、無線信道間的互相干擾、地形和天氣等綜合因素，移動終端間通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S時可能發(fā)生變化，而且變化的方式和速度都難以預(yù)測。無中心和自組織特點使得Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)快速自動組網(wǎng)?？紤]到競爭共享無線信道產(chǎn)生的沖突、信號衰減、噪音和信道之間干擾等因素，移動終端獲得的實際帶寬遠遠小于理論上的最大帶寬，并且會隨時間動態(tài)地發(fā)生變化。這一特征一方面提高了信道的空間復(fù)用度，另一個方面使得報文的沖突與節(jié)點所處的地理位置相關(guān)。例如，車載終端的發(fā)送功率大于手持終端，手持終端可以收到來自車載終端的信號，而車載終端無法收到來自手持終端的信號，即存在從車載終端到手持終端的單向通道。因其特有的無需架設(shè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、可快速展開、抗毀性強等特點，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)已成為數(shù)字化戰(zhàn)場通信的首選技術(shù)。為了滿足信息戰(zhàn)和數(shù)字化戰(zhàn)場的需要，美軍研制了大量的無線自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于單兵、車載、指揮所等不同的場合，并大量裝備部隊。據(jù)報道，在最近的伊拉克戰(zhàn)爭中，移動Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)得到了有效的應(yīng)用。這種網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用、道路交通、工業(yè)制造、生物醫(yī)藥以及各種安全場合都具有非常廣闊的應(yīng)用前景。這時就需要Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)這種不依賴任何固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)施又能快速布設(shè)的自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在這些惡劣和特殊的環(huán)境下提供通信支持，這對搶險和救災(zāi)工作具有非凡意義。其應(yīng)用包括野外科考隊、邊遠礦山作業(yè)、邊遠地區(qū)執(zhí)行任務(wù)分隊的通信等。比如會議、慶典、展覽等場合，可以免去布線和部署網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作。在室內(nèi)辦公環(huán)境中，辦公人員攜帶的包含Ad Hoc收發(fā)器的PDA，可以通過無線方式自動從臺式機上下載電子郵件，更新工作日程表等。美國加州大學(xué)伯克利分校和哈弗大學(xué)正在研究如何將Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于高速公路上自動駕駛汽車間的通信，并取得了初步的研究成果?？紤]到輻射問題，個人局域網(wǎng)通信設(shè)備的無線發(fā)射功率應(yīng)當(dāng)盡量小，這樣，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的多跳通信能力將再次展現(xiàn)它的過人之處。比如未來裝備Ad Hoc收發(fā)設(shè)備的機場預(yù)約和登機系統(tǒng)可以自動地和乘客攜帶的個人無線Ad Hoc設(shè)備通信，完成目前的換登機牌等手續(xù)，節(jié)省排隊等候的時間。比如它可以用于擴展現(xiàn)有蜂窩移動通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，實現(xiàn)地鐵和隧道等場合的無線覆蓋；構(gòu)建未來的無線城域網(wǎng)和自組織廣域網(wǎng)等。 針對Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的這些特點，要求路由協(xié)議必須采用分布式操作，能夠盡量支持單向鏈路，同時應(yīng)避免路由環(huán)路現(xiàn)象。自20世紀(jì)70年代美軍DARPA資助研究的分組無線網(wǎng)項目開展以來，國內(nèi)外的許多研究人員從不同的角度提出了一系列的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議。根據(jù)發(fā)現(xiàn)路由的驅(qū)動模式的不同，可以將這些路由協(xié)議分為表驅(qū)動路由協(xié)議和按需路由協(xié)議；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的差異，又可以將它們分為平面結(jié)構(gòu)的路由協(xié)議和分簇路由協(xié)議。此軟件平臺支持多種無線傳感器。特別適用于低功耗操作的網(wǎng)絡(luò)。 CrossBow快速上手指南 本文主要是利用Visual Studio 2010和數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)模擬MoteView開發(fā)界面，實現(xiàn)上位機的顯示和查詢功能。 MIB520驅(qū)動：安裝MIB520的USB虛擬串口驅(qū)動，將MIB520插入PC機，Windows會檢測到新硬件，選擇“在指定目錄安裝驅(qū)動”,點擊“瀏覽”，將文件夾指向MIB520的驅(qū)動根目錄；PC機會自動完成相應(yīng)地驅(qū)動安裝，該操作可能要重復(fù)幾次直到PC機虛擬出兩個串口；可以通過設(shè)備管理器查看虛擬出來的串口號（右鍵“我的電腦”“管理”“設(shè)備管理器”端口（COMamp。 客戶端程序演示； 需要的設(shè)備：至少2 個Mote 節(jié)點至少1 個傳感器板1 個MIB510 網(wǎng)關(guān) 裝了MoteView 的PC 機； 步驟：a打開MoteView 軟件 MoteView 首次打開可能需要幾分鐘的時間，與PC 機的配置有關(guān)； b將已編譯的演示程序燒寫到Mote 節(jié)點的Flash 中c使用MoteView 客戶端程序查看無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 傳感器MRP與網(wǎng)關(guān)MIB 如圖23所示。MICA 傳感器板上面有溫度、聲音、光線傳感器。節(jié)點之間可以相互通信，每一個節(jié)點上的數(shù)據(jù)都可以通過基站傳到PC機上顯示出來。 （a）MPR2400（Micaz） （b）MTS310CA（c）MIB510CA 圖23 節(jié)點與基站 Visual Studio Net概述 Visual Studio開發(fā)工具簡介 Visual Studio是一套完整的開發(fā)工具，用于生成ASPNET Web應(yīng)用程序、XML Web services、桌面應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序。另外，這些語言使用NET Framework的功能，它提供了可簡化ASP Web 應(yīng)用程序和 XML Web services 開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。 您可以使用 C 來創(chuàng)建傳統(tǒng)的 Windows 客戶端應(yīng)用程序、XML Web services、分布式組件、客戶端/服務(wù)器應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序等等。 C 語法表現(xiàn)力強，而且簡單易學(xué)。 了解上述任何一種語言的開發(fā)人員通常在很短的時間內(nèi)就可以開始使用 C 高效地進行工作。 C 支持泛型方法和類型，從而提供了更出色的類型安全和性能。 語言集成查詢 (LINQ) 表達式使強類型查詢成為了一流的語言構(gòu)造。 所有的變量和方法，包括 Main 方法（應(yīng)用程序的入口點），都封裝在類定義中。重寫父類中的虛方法的各種方法要求 override 關(guān)鍵字作為一種避免意外重定義的方式。 除了這些基本的面向?qū)ο蟮脑碇?，C還通過幾種創(chuàng)新的語言構(gòu)造簡化了軟件組件的開發(fā)，這些結(jié)構(gòu)包括： 封裝的方法簽名（稱為“委托”），它實現(xiàn)了類型安全的事件通知。 特性，提供關(guān)于運行時類型的聲明性元數(shù)據(jù)。 語言集成查詢 (LINQ)，提供了跨各種數(shù)據(jù)源的內(nèi)置查詢功能。 互操作使 C 程序能夠完成本機 C++ 應(yīng)用程序可以完成的幾乎任何任務(wù)。 C 的生成過程比 C 和 C++ 簡單，比 Java 更為靈活。 C 源文件可以定義任意數(shù)量的類、結(jié)構(gòu)、接口和事件。 NET Framework 的關(guān)鍵組件為公共語言運行時 (CLR) 和 NET Framework 類庫（包括 ADONET、ASPNET、Windows 窗體和 Windows Presentation Foundation (WPF)）。 NET Framework 是一個集成在 Windows 中的組件，它支持生成和運行下一代應(yīng)用程序與 XML Web Services。，以確保基于 NET Framework 的代碼可與任何其他代碼集成。 公共語言運行時是 NET Framework 的基礎(chǔ)。 事實上，代碼管理的概念是運行時的基本原則。 NET Framework 的另一個主要組件是類庫，它是一個綜合性的面向?qū)ο蟮目芍赜妙愋图?，您可以使用它開發(fā)多種應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序包括傳統(tǒng)的命令行或圖形用戶界面 (GUI) 應(yīng)用程序，也包括基于 ASPNET 所提供的最新創(chuàng)新的應(yīng)用程序（如 Web 窗體和 XML Web Services）。NET Framework不但提供若干個運行時宿主，而且還支持第三方運行時宿主的開發(fā)。這種方式存在著許多不足：在用電高峰期供電電壓低于額定值，在用電低谷期供電電壓又高于額定值，當(dāng)電壓高時不但影響照明設(shè)備的使用壽命，而且耗電量也會大幅增加，因此，在不影響人車行進的情況下，可將路燈的照明亮度適當(dāng)降低。開發(fā)無線路燈傳感器路燈節(jié)能系統(tǒng)不僅不需要人工巡查的傳統(tǒng)的管理模式，而且每年還可以節(jié)約大量的電力以及可以對多路段的路燈進行實時監(jiān)測。 技術(shù)方案 照明系統(tǒng)建設(shè)的必要性1）現(xiàn)行的控制方法 現(xiàn)在采用控制方法以分散時控方式為主，即在路燈配電箱中安裝定時器，按預(yù)定的時間自行開、關(guān)燈；而有些景觀燈開關(guān)通常是人工手動控制方法。隨著城市的不斷發(fā)展，控制范圍越來越大，現(xiàn)行的控制方法無法及時反映照明設(shè)施的運行情況，使得維修工作十分被動。在遇到一些接待首長、迎接國賓、舉辦大型活動等特殊任務(wù)時，由于缺乏靈活的控制手段，必須臨時派出大量的人員到現(xiàn)場手動操作照明開關(guān)箱或者臨時通知各景觀燈單位，因此在時間十分緊迫的情況下，無法滿足領(lǐng)導(dǎo)和市民的要求。 城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的效益分析及方案優(yōu)點 隨著社會文明的不斷發(fā)展，路燈已不再局限于街道照明，而是發(fā)展為表現(xiàn)城市景觀、體現(xiàn)城市形象的重要標(biāo)志。 目前各城市管理部門所采用的控制方式已很難保證城市照明系統(tǒng)的正常開關(guān)燈和運行，特別是當(dāng)照明控制箱或線路出現(xiàn)問題時，就有可能造成大面積滅燈，產(chǎn)生較壞的影響。隨著府政和市民對照明管理和維護要求越來越高，照明管理部門的管轄范圍也越來越大，為了及時發(fā)現(xiàn)故障并立即進行修復(fù)，仍然采用檢修車上街巡燈的方法越來越難以勝任。同時，由于照明自動化監(jiān)控系統(tǒng)具有自動報警和巡測、選測功能，調(diào)度人員可以在故障發(fā)生后的數(shù)秒鐘內(nèi)及時了 解故障的地點和狀態(tài)，為及時進行修復(fù)提供了有力的保障。 1)節(jié)約路燈維護費用 路燈自動化監(jiān)控系統(tǒng)將傳統(tǒng)的“巡燈查找故障”改為“值班等待報警”，不僅減少了“巡燈”人員和車輛損耗，降低了維修成本；而且在檢修車出所之前已經(jīng)知道了故障的準(zhǔn)確地點和基本狀態(tài)，因而縮短了維修時間、提高了檢修效率；由此將產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟效益。如果通過對照明線路的改進，增加路燈的半夜燈控制方案或景觀燈在非節(jié)假日采用只開部分景觀燈的控制方案，因此可節(jié)約大量的電費支出。 4)可靠性 由于系統(tǒng)的服務(wù)對象是廣大市民，稍有差錯即會產(chǎn)生嚴(yán)重的社會后果；同時監(jiān)控設(shè)備長期在野外運行，工作環(huán)境極為惡劣；因此必須充分考慮系統(tǒng)的可靠性，要求監(jiān)控系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定地運行；同時要求監(jiān)控系統(tǒng)在個別設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下仍能穩(wěn)定運行，不影響或者少影響照明系統(tǒng)的按時開啟和關(guān)閉。同時，應(yīng)以實用為原則，不可脫離實用性而盲目追求先進性，從而造成華而不實、浪費資金，降低可靠性。 7)可擴展性 硬件采用模塊化設(shè)計，軟件采用組態(tài)化設(shè)計，使得系統(tǒng)擴展、升級均不必改變現(xiàn)有設(shè)備的狀態(tài)。 系統(tǒng)方案介紹 1)分組控制方案系統(tǒng)可以根據(jù)不同類型的照明控制要求，把全市路燈分成若干組，分別采用時控方案或時控和光控相結(jié)合的控制方案，自動遙控開/關(guān)全夜燈、半夜路燈；也可以手動對全夜 燈、半夜路燈進行遙控開/關(guān)操作；在特殊情況下，可以實現(xiàn)白天亮燈。時控法的主要缺點是不考慮天氣對光照度的影響，每天在固定的時間開/關(guān)燈；從而造成陰雨天光照度嚴(yán)重不足但沒有開燈，或者晴朗天氣雖然到了固定開燈時間但光照度仍然充足，白白浪費電力；關(guān)燈時間的固定不變，同樣出現(xiàn)類似的不合理現(xiàn)象。光控法的主要缺點是在光線不足的 白天，或者夜晚有強光照射時都有可能發(fā)生誤動作。 傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是由大量傳感器構(gòu)成的一種特殊形式的Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)，它的特點是：一旦傳感器在預(yù)設(shè)低于布設(shè)好之后，一般都固定不動。在傳感器網(wǎng)絡(luò)方面，人們關(guān)心的問題是節(jié)能性能和自組織性。傳感器網(wǎng)絡(luò)可以通過周期性進入睡眠狀態(tài)或采用功率控制機制來節(jié)省能量消耗。無線網(wǎng)卡動態(tài)關(guān)閉機制是指當(dāng)節(jié)點既不需要發(fā)送又不需要接收時，將無線網(wǎng)卡置于睡眠模式直到適當(dāng)?shù)臅r候再喚醒它，以此來節(jié)省能量消耗。通常收發(fā)功耗差別不是太大，發(fā)送功耗不到接收功耗2倍。這類方法適用于由攜帶無線電臺的移動節(jié)點等構(gòu)成的通信距離較遠、信號發(fā)射功率較大的網(wǎng)絡(luò)。 第4章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 系統(tǒng)的功能需求 ：該模塊包括添加、刪除管理員和修改密碼等功能，其中添加管理員主要是為了方便不同管理員對同一系統(tǒng)的管理，刪除用戶只有超級管理員有權(quán)限，修改密碼對超級管理員和普通管理員都適用。 Hoc無線網(wǎng)絡(luò)通信模塊1) Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的搭建至少需要一個網(wǎng)關(guān)、兩個傳感器節(jié)點、RS232串口線和電腦。 ：在節(jié)點控制方面，為了節(jié)約用電儲備能源，控制端可以通過操作路燈的顯示方式，使得路燈按不同的時間段顯示不同。在軟件協(xié)議上，Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的特點是個節(jié)點地位平等，能自由移動，并且通過無線信道進行通信。因此，針對節(jié)點通信子系統(tǒng)的無線收發(fā)部分，可以設(shè)計不同的軟件協(xié)議來達到節(jié)能的目的。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的地位平等，無需設(shè)置任何中心控制節(jié)點，具有很強的抗毀性。當(dāng)通信的源節(jié)點和目的節(jié)點不在直接通信范圍之內(nèi)時，他們可以通過中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)報文進行通信。 網(wǎng)絡(luò)搭建之后，每個網(wǎng)絡(luò)中都有一個網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過多跳傳送給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)接收到節(jié)點傳送過來的信息之后，通過RS232串口線傳送給上位機的后臺數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫根據(jù)接收的數(shù)據(jù)進行實時的更新，當(dāng)上位機發(fā)送命令時，數(shù)據(jù)庫根據(jù)上位機的命令顯示相應(yīng)采集的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了上位機對各路段的路燈信息進行遠程監(jiān)控。所有結(jié)點的地位平等，即是一個對等式網(wǎng)絡(luò)。任何結(jié)點的故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行，具有很強的抗毀性。結(jié)點通過分層協(xié)議和分布式算法協(xié)調(diào)各自的行為，結(jié)點開機后就可以快速、自動地組成一個獨立的網(wǎng)絡(luò)。與固定網(wǎng)絡(luò)的多跳