Студент:Балагин Александр Андреевич Дипломный руководитель:профессор, к.т.н., доцент кафедры ВСиС Восков Леонид Сергеевич Москва 2011 Тема дипломного проектирования: «Программа моделирования беспроводной сенсорной сети» Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) Кафедра ВС и С

Постановка задачи Цель: Разработать программу для моделирования беспроводной сенсорной сети Задачи: изучить стандарты беспроводных сенсорных сетей; провести анализ известных средств моделирования БСС; разработать программу для моделирования БСС; определить количество потребляемой энергии каждым устройством в сети; определить максимальное время работы каждого устройства в сети.

Входные и выходные данные Входные данные: топология сети «звезда»; 20 устройств; питание каждого устройства от двух батареек типа AA; стандарт IEEE Выходные данные: статистика сети, хранящаяся в текстовом файле; количество энергии потребляемое станцией (в мАч); время работы станции (в часах); графические изображения.

Стандарт IEEE Стандарт определяет взаимосвязь устройств в трех радиодиапазонах: 868,0 – 868,6 МГц (Европа. 1 канал); 902 – 928 МГц (Северная Америка. 10 каналов, шаг – 2 МГц, нижняя 906 МГц); 2450 МГц (остальной мир. 16 каналов, шаг – 5 МГц, нижняя 2405 МГц). Скорости передачи данных варьируются от 20 Кбит/сек (в диапазоне 868 МГц) до 250 Кбит/сек (2450 МГц). В радиоканале используется метод широкополосной передачи данных с прямым расширением спектра (DSSS) и применяется квадратурная модуляция сигнала со смещением (OQPSK).

Типы устройств ZigBee PAN-координатор ZigBee (ZC) наиболее ответственное устройство, формирует пути древа сети и может связываться с другими сетями. В каждой сети есть один координатор ZigBee. Маршрутизатор ZigBee (ZR) может выступать в качестве промежуточного маршрутизатора, передавая данные с других устройств. Конечное устройство ZigBee (ZED) его функциональная нагруженность позволяет ему обмениваться информацией с материнским узлом (или координатором, или с маршрутизатором), он не может передавать данные с других устройств.

Обзор средств моделирования БСС NS-2 OPNET Modeler (Open-ZB) OMNET++ &Castalia Расчет потребляемой узлами энергии -++ Определение энергии в текущем канале +++ Открытый код +-+ Мобильность узлов --+ Соответствие спецификации ZigBee --+ Наличие протоколов маршрутизации -++ Цена FREE37000$FREE

Схема работы системы Работа скрипта CastaliaРабота скриптов CastaliaResults и CastaliaPlot

Топология сети

Результаты моделирования (1 из 2) node=032,756node=1024,632 node=124,991node=1124,632 node=224,565node=1224,631 node=326,5node=1324,632 node=424,589node=1424,632 node=525,772node=1524,631 node=624,632node=1624,632 node=724,632node=1724,632 node=824,632node=1824,631 node=924,631node=1924,632 Количество энергии потраченное каждой станцией в час (в мАч)

Результаты моделирования (2 из 2) node=0130node=10172 node=1170node=11172 node=2173node=12172 node=3160node=13172 node=4173node=14172 node=5165node=15172 node=6172node=16172 node=7172node=17172 node=8172node=18172 node=9172node=19172 Количество часов работы каждой станции

Сравнение энергопотребления С использованиемБез использования протокола ZigBee

Экономическая часть Категории расходовЗначение 1Заработная плата54000 руб 2Накладные расходы24500 руб 3Оборудование и комплектующие48548 руб 4НДС27640 руб 5Страховые взносы (34% от з/п)18360 руб 6Налог на прибыль5812 руб 7Рентабельность30% Итого: руб

Спасибо за внимание.