一、 系統(tǒng)概述

LH-SensorSim無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬系統(tǒng)是一款功能強(qiáng)大、配置簡便的WSN專業(yè)模擬系統(tǒng)，具備算法過程演示、算法分析和調(diào)試等功能，通過配置參數(shù)，可實現(xiàn)不同參數(shù)條件下的算法自動運行、運行過程顯示、實驗結(jié)果統(tǒng)計和實驗結(jié)果圖自動生成。極大地降低了WSN模擬算法實現(xiàn)的難度，為比較無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的性能提供了一個快捷的平臺。

LH-SensorSim運行界面圖

二、 系統(tǒng)優(yōu)勢：

（1）、解決了因為傳感器網(wǎng)絡(luò)及其算法的復(fù)雜性，絕大多數(shù)算法的性能無法通過理論分析得到的問題。相比傳統(tǒng)和開源的傳感器網(wǎng)絡(luò)模擬器集中于對網(wǎng)絡(luò)層及其下層的模擬，LH-SensorSim實現(xiàn)包括數(shù)據(jù)管理層、網(wǎng)絡(luò)層及其下層等完整系統(tǒng)的模擬。

（2）、LH-SensorSim內(nèi)置了許多標(biāo)準(zhǔn)算法，可直接導(dǎo)入演示運行，方便對學(xué)生教學(xué)。

（3）、單機(jī)最大支持具有5萬個節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的仿真，運行速度依賴于算法的復(fù)雜度和節(jié)點數(shù)目。一般情況下，對于節(jié)點數(shù)少于1000的網(wǎng)絡(luò)，獲得算法仿真結(jié)果的時間為妙級。（在Intel i3 2.2GHZ、內(nèi)存1G的普通PC機(jī)上測試）。

（4）、支持經(jīng)典的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，如GPSR、樹路由算法等，具有路由協(xié)議開發(fā)接口，實現(xiàn)自定義路由協(xié)議。

（5）、支持經(jīng)典的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)查詢算法，如FullFlood，SWinFlood、IWQE，SWIF等。具有查詢算法開發(fā)框架和接口，實現(xiàn)自定義查詢算法；

（6）、支持經(jīng)典的定位、時間同步、安全協(xié)議，如三角定位算法、到達(dá)時間差定位算法、密鑰共享、逐跳數(shù)據(jù)加密、安全聚集等。具有定位、時間同步和安全協(xié)議開發(fā)接口，實現(xiàn)第三方協(xié)議。

三、系統(tǒng)模塊

(1) WSN網(wǎng)絡(luò)模型配置生成

提供手動生成、自動生成、手自混合三種網(wǎng)絡(luò)模型配置模式。在手動生成模式中，提供圖形用戶界面給用戶設(shè)置網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的位置、節(jié)點剩余能量、通信半徑、節(jié)點間鏈路質(zhì)量等信息。

在自動生成模式中，用戶選擇節(jié)點分布類型(包括均勻分布、網(wǎng)格分布、包含障礙物的分布等)，并設(shè)置節(jié)點數(shù)目、節(jié)點剩余能量、通信半徑、節(jié)點間鏈路質(zhì)量等信息，軟件自動生成用戶設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)。

在手自混合模式中，用戶先進(jìn)入自動生成模式產(chǎn)生初始網(wǎng)絡(luò)模型，再進(jìn)入手動模式，對初始網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行手動調(diào)整，直至生成目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)模型。

(2) WSN網(wǎng)絡(luò)模型信息保存與導(dǎo)入

將生成的網(wǎng)絡(luò)模型信息保存至磁盤文件，或從文件中導(dǎo)入至模擬器中。

(3) 網(wǎng)絡(luò)模型信息數(shù)據(jù)庫維護(hù)

實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模型查詢、增加、刪除等功能。

(4) WSN算法數(shù)據(jù)庫

系統(tǒng)算法數(shù)據(jù)庫存提供各種標(biāo)準(zhǔn)WSN路由、查詢等算法，也可在已實現(xiàn)的經(jīng)典無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充無線傳感器網(wǎng)絡(luò)Mac協(xié)議、路由協(xié)議、拓?fù)淇刂啤r間同步、定位算法、鏈路估計算法、數(shù)據(jù)收集及查詢、安全與隱私保護(hù)等算法的實現(xiàn)，提供算法分類、查詢、增加、刪除等功能。

(5) WSN算法運行演示

用戶在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)算法數(shù)據(jù)庫中選擇感興趣的算法，配置該算法運行的環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)等信息后，模擬器導(dǎo)入該算法，運行并顯示該算法的運行過程。包括節(jié)點間通信過程，節(jié)點消耗的能耗，算法消耗的總能耗等信息。

(6) 無線傳感器節(jié)點狀態(tài)監(jiān)控

算法啟動之前或運行過程中，選擇需要監(jiān)控的節(jié)點，可顯示其狀態(tài)信息。包括節(jié)點位置、剩余能量、鄰居節(jié)點列表、鏈路質(zhì)量等信息。

(7) WSN算法運行實例導(dǎo)出與導(dǎo)入

將WSN算法、運行環(huán)境、配置參數(shù)、運行過程等信息導(dǎo)出，保存至文件，或?qū)⑺惴ā⑦\行環(huán)境、配置參數(shù)、運行過程等信息從文件中導(dǎo)入，查看算法運行過程。