無線傳感器網絡拓撲的監(jiān)控與維護

4 實驗驗證

本文的實驗驗證可在基于CC2430搭建的WSN開發(fā)平臺上進行，該平臺共使用5個終端節(jié)點、5個路由節(jié)點、1個網關和PC調試機。所有傳感器節(jié)點自組織成無線網絡，并將感知信息和拓撲信息匯報給網關節(jié)點，網關節(jié)點與PC機通過串口相連，操作人員可以通過上位機的調試軟件對網絡狀態(tài)進行實時監(jiān)控。圖8所示是其上位機監(jiān)控程序界面。該試驗網絡的節(jié)點布局示意圖如圖9所示。

實驗時隨機選取監(jiān)控過程中兩個時間點的網絡拓撲結構監(jiān)控過程示意圖如圖10所示。其中兩個時間點在實驗過程中上報的拓撲變化信息如表1所列。

從實驗結果可以看出，一方面，父節(jié)點能夠實時上報其子節(jié)點加入和丟失的網絡變化情況；另一方面，子節(jié)點也能夠及時檢測出其父節(jié)點的丟失，并選擇其他父節(jié)點重新申請加入網絡?？梢姡鞠到y(tǒng)具有網絡的自組織、自適應的動態(tài)網絡監(jiān)控與維護功能。

5 結語

本文提出了一種通過終端與父節(jié)點間的失步信號來捕捉與基于葉子節(jié)點人為觸發(fā)失步函數調用的方法，可以實現整個網絡節(jié)點丟失情況的獲取。其中，通過終端與父節(jié)點間失步信號來捕捉節(jié)點丟失信息的方法無需人為干預，能夠通過協議自動實現，從而減少了查詢的數據量和對其操作帶來的系統(tǒng)資源占用；基于葉子節(jié)點的失步函數觸發(fā)機制，只通過葉子節(jié)點與網關的數據傳輸，就能夠完成整個線路上節(jié)點丟失情況的獲取，在實際應用中，經常由終端上報數據，相當于終端自動完成數據線路上父節(jié)點丟失情況的發(fā)現，使該方法的實施更加簡單。這兩種方法的結合，能夠以較小的數據通訊量、簡單的操作和較小的系統(tǒng)資源占用來實現網絡發(fā)現的功能，因而具有較高的實際應用價值。

本文提出的網絡拓撲維護方法具備網絡拓撲的自組織、自適應功能，可滿足無線傳感器網絡系統(tǒng)對于網絡組織結構的動態(tài)性能要求。同時具備拓撲結構的存儲功能，能以較少的系統(tǒng)資源保存整個網絡的動態(tài)拓撲結構，十分方便網絡的管理和控制。