2.1 глава (1219040), страница 2
Текст из файла (страница 2)
2.3 Симулятор беспроводных сенсорных сетей Castalia
Castalia – симулятор сетей маломощных встраиваемых устройств. Особенностью данного симулятора является то, что команда разработчиков ставила перед собой задачу реализовать модели не только уровней передачи данных, но и выполнить моделирование физических процессов, данные о которых собираются узлами. В результате получается, что беспроводные сенсоры связаны между собой не только беспроводными каналами связи, но и физическим процессом, параметры которого они измеряют [32].
Основными особенностями симулятора Castalia являются [33]:
-
расширенный канал модели основан на эмпирически измеренных данных:
-
модель определяет карту потерь пути, а не просто соединений между узлами;
-
полная поддержка мобильности узлов;
-
помехи обрабатываются как принимаемый сигнал, а не как отдельная функция.
-
-
Расширенная радио модель для маломощной связи:
-
вероятность приема на основе SINR, размер пакета, поддерживается тип модуляции PSK, FSK;
-
несколько уровней мощности TX с индивидуальными вариациями узлов;
-
состояния с различным потреблением мощности и задержками переключения между ними;
-
реалистичное моделирование RSSI и носителей-сенсоров.
-
Расширенная модель положения моделирования сенсоров.
-
гибкая модель физического процесса;
-
помехи устройства сенсора, смещение и энергопотребление.
-
Изменение узла по часам.
-
Доступны МАС и протоколы маршрутизации.
-
Разработана для адаптации и расширения.
Castalia был разработан с самого начала так, что пользователи легко могут реализовать/импортировать свои алгоритмы и протоколы, используя при этом возможности симулятора. Правильная модульность настраивается с помощью автоматизированной процедуры сборки. Модульность, надежность и скорость Castalia частично включена из OMNeT ++, отличной основой для формирования симуляторов управления событиями.
В то же время Castalia не является специфической сенсорной платформой. Castalia призвана обеспечить общую, надежную и реальную основу для первой проверки алгоритма, прежде чем перейти к реализации на конкретной платформе сенсора. Castalia не является полезным для проверки кода, скомпилированного для конкретной платформы узла датчика. Для такого использования есть другие симуляторы (например, Аврора).
Внутренняя структура узла представлена на рисунке 2.1. Сплошные стрелки обозначают прохождение сообщений между модулями, а пунктирные – интерфейс между ними с вызовом простых функций.
Текст. Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Текст.
Рисунок 2.1 - Внутренняя структура узла [32]
Модель узла представлена следующими модулями:
-
Модуль управления сенсорами – позволяет генерировать более реальный трафик в БСС, нежели просто использование генераторов пакетов данных, предлагаемых другими моделями.
-
Модуль приложения чаще всего используется пользователями симулятора для реализации тестируемых алгоритмов. В симуляторе уже существует несколько простейших модулей приложения. Например, приложение оценки пропускной способности сети.
-
Модуль связи – состоит из трёх уровней:
Сетевой уровень – позволяет реализовать различные алгоритмы маршрутизации в беспроводной сенсорной сети. На текущий момент есть готовые простейшие алгоритмы маршрутизации (например, маршрутизация по дереву).
-
Уровень управления доступом к середе, в том числе IEEE 802.15.4. В версии 3.1 реализована основная часть задач уровня, описанная в стандарте IEEE 802.15.4-2006.
-
Физический уровень. Разработчики Castalia уделили особое внимание моделированию физического уровня беспроводного сенсора. В симуляторе уже заданы параметры следующих модулей: Mica2_CC1000 и TelosB_CC2420.
-
Модуль мобильности - хранит положение остальных узлов в сети и предоставляет данные о положении узла модели радиоканала.
-
Модуль управления ресурсами управляет различными ресурсами узла и наиболее важным из них – потребляемой энергией.
-
Модель радиоканала учитывает средние потери при распространении, изменения сигнала во времени, интерференцию. Также есть возможность использовать модель идеального радиоканала.
Вывод: Castalia представляется наиболее перспективной, так как в данном симуляторе можно смоделировать все аспекты работы беспроводных сенсорных сетей, её исходный код является открытым и, что особенно важно, среда моделирования, на основе которой она построена, имеет также открытый исходный код и распространяется бесплатно для некоммерческого использования.
35















