無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，其目的是協(xié)作地感知,、采集,、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對(duì)象的監(jiān)測(cè)信息，并報(bào)告給用戶,。傳感器網(wǎng)絡(luò)一般由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)服務(wù)器組成,。

越來越多的傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究和技術(shù)針對(duì)于特定的行業(yè)和應(yīng)用,。其中，很多應(yīng)用都需要進(jìn)行大規(guī)模的部署,，以達(dá)到高覆蓋,、高精確感知等目的。如森林火災(zāi)監(jiān)測(cè),、戰(zhàn)場(chǎng)上敵情監(jiān)測(cè)等,，成千上萬枚傳感器節(jié)點(diǎn)部署于環(huán)境中，用于完成監(jiān)測(cè)任務(wù),。然而,，與小規(guī)模應(yīng)用相比，大規(guī)模應(yīng)用中除了節(jié)點(diǎn)數(shù)量上的區(qū)別外,，還會(huì)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)管理困難,、資源使用不均衡等一系列問題,。

1 大規(guī)模應(yīng)用面臨的問題

經(jīng)過傳感器網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)的發(fā)展，雖然其在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用,，然而目前大多數(shù)的應(yīng)用仍然局限于小規(guī)模程度,。如在火山活動(dòng)狀況監(jiān)測(cè)的應(yīng)用^[1]中，設(shè)計(jì)者在火山口布置了16個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),，用來監(jiān)測(cè)火山溫度,、震動(dòng)等信息；在野生斑馬監(jiān)測(cè)系統(tǒng)^[2]中,，部署了6～10套裝置于斑馬頸部,，監(jiān)測(cè)斑馬的移動(dòng)及生活習(xí)性；在大鴨島行為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中^[3],，部署了32個(gè)節(jié)點(diǎn)用于監(jiān)測(cè)島上海鳥的習(xí)性等,。少量傳感器網(wǎng)絡(luò)在部署、組網(wǎng),、能量等方面的問題都不會(huì)太突出,，其要解決與處理的關(guān)注點(diǎn)與大規(guī)模應(yīng)用不同。因此,，要探究大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的問題和解決思路,，須依靠大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)。

很多科研機(jī)構(gòu)與公司已經(jīng)開始在大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面做了嘗試,。如香港科技大學(xué)等單位在浙江省天目山建立的綠野千傳系統(tǒng)^[4],，部署了上千枚節(jié)點(diǎn)，持續(xù)工作了1年以上,，用于監(jiān)測(cè)森林環(huán)境的溫度,、濕度、光照和二氧化碳濃度等,。為了減少冬季一氧化碳中毒事故的發(fā)生,，在北京朝陽區(qū)崔各莊鄉(xiāng)部署的一氧化碳監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，每個(gè)村莊有大約8 000到12 000個(gè)房間,，每個(gè)房間內(nèi)都部署了一氧化碳監(jiān)測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn),，這些節(jié)點(diǎn)將室內(nèi)的一氧化碳濃度信息收集到管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。現(xiàn)有的應(yīng)用實(shí)例對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)和研究大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)提供了有力的依據(jù),。通過對(duì)大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究,，歸納出目前大規(guī)模應(yīng)用面臨的三大問題。

1.1 流量不均衡

在傳感器網(wǎng)絡(luò)中并不是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量都是一樣的,，這主要由于傳感器網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)匯聚服務(wù)為主要業(yè)務(wù),，數(shù)據(jù)從感知節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)的匯聚過程中，越靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)需要擔(dān)負(fù)越多的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，使得越靠近匯聚節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量越大,，產(chǎn)生漏斗流量效應(yīng),。流量的不均衡容易使流量大的節(jié)點(diǎn)的能量過早耗盡，影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的連通性和工作壽命,。當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增加時(shí),，網(wǎng)絡(luò)中的流量會(huì)成倍增加，每個(gè)數(shù)據(jù)包經(jīng)歷的平均跳數(shù)就會(huì)增加,，使得中間的節(jié)點(diǎn)不得不耗費(fèi)大量的能量用于數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn),，降低了能量的使用效率；且由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,，路由維護(hù)成本也相應(yīng)的增加,。

1.2 需求與功能失衡

在互聯(lián)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)處理設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備往往有明顯界限,，且由于使用環(huán)境多為非受限,，其性能與功能容易做到匹配。相比而言在傳感器網(wǎng)絡(luò)中,，節(jié)點(diǎn)既是信息采集設(shè)備又要起到中間路由作用,，幾乎每個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要完成感知、傳輸,、計(jì)算的功能,。但是傳感器節(jié)點(diǎn)往往是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，這就造成與其網(wǎng)絡(luò)資源,、計(jì)算資源與存儲(chǔ)資源等受限的事實(shí)嚴(yán)重不匹配,。又由于傳感器網(wǎng)絡(luò)漏斗流量特性，使得網(wǎng)絡(luò)流量和節(jié)點(diǎn)負(fù)載不均衡,，這更加劇了這種失衡,。相比而言，后端系統(tǒng)由于不受能量的束縛,，其性能可以不受限制,，不會(huì)成為系統(tǒng)的“瓶頸”，而其完成的功能主要為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)或透?jìng)?，相?duì)較單一。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中性能差的設(shè)備工作負(fù)載重,，而性能好的設(shè)備工作負(fù)載低,，造成了需求與功能失衡的矛盾。

1.3 理論與實(shí)際失衡

圖1 無線信道模型

在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)際部署前,，常需要進(jìn)行模擬仿真與小規(guī)模測(cè)試,。其中使用的理論模型與實(shí)際模型差距較大。例如無線信道模型，常用的理論模型為圓盤模型,，即當(dāng)接受設(shè)備位于以發(fā)射設(shè)備為中心,，通信距離為半徑的一個(gè)圓內(nèi)時(shí)，可正常通信,。然而在實(shí)際情況中,，由于受到遮擋及天線方向圖等原因，通信范圍不可能是標(biāo)準(zhǔn)的圓形,，而是一個(gè)不規(guī)則的形狀,，如圖1所示^[5]。另外無線信道易受到周圍的環(huán)境的干擾,，其通信的范圍也是時(shí)變的,，造成對(duì)通信范圍的評(píng)估產(chǎn)生困難。目前仍然沒有很好的模型能夠精確地描述信道特性,。

2 對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用問題的思考

影響傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模應(yīng)用有多種因素,。首先部署的傳感器節(jié)點(diǎn)資源是受限的。在小型化節(jié)點(diǎn)的要求下傳感器節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源,、存儲(chǔ)資源及能量都非常有限,。由于大多數(shù)的應(yīng)用需要傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行野外布置，為了靈活性,，電池成為首選能源,。電池有限的能量需滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期工作的任務(wù)。為了延長(zhǎng)電池的工作時(shí)間,，只能使用低功耗的處理器和通信方式,，因此造成傳感器節(jié)點(diǎn)的處理能力低，通信范圍和傳輸速率受限,。

無線信號(hào)容易受到各種因素的干擾,，會(huì)造成無線鏈路的質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。由于大多數(shù)應(yīng)用的傳感器節(jié)點(diǎn)部署于不受控的環(huán)境中,，環(huán)境的變化會(huì)影響無線鏈路的質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)間的連通性,，進(jìn)而會(huì)改變網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這些動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境給理論模型的建立和推導(dǎo)提出了挑戰(zhàn),，進(jìn)而對(duì)建立于其上的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)等產(chǎn)生影響,。

為了應(yīng)對(duì)大規(guī)模應(yīng)用中的問題，本文從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),、體系結(jié)構(gòu),、移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)3個(gè)方面來展開針對(duì)大規(guī)模應(yīng)用實(shí)用化方面的思考。

2.1 應(yīng)用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)降低流量失衡影響

傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)采用多跳單匯聚節(jié)點(diǎn)的解決思路,，即所有的傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采用多跳的傳輸手段匯聚到同一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)上,。這種架構(gòu)的問題在于可擴(kuò)展性差、能量利用率低、通信協(xié)議復(fù)雜且容易造成漏斗流量效應(yīng),。為了應(yīng)對(duì)這些問題,，很多大規(guī)模應(yīng)用中采用了變形的架構(gòu)，如單跳單匯聚節(jié)點(diǎn),、單跳多匯聚節(jié)點(diǎn),、多跳多匯聚節(jié)點(diǎn)等。

*單跳單匯聚節(jié)點(diǎn)模式中所有傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)的距離只有一跳,。也就是說所有傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信,。這種模式適用于網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不是很大，所有節(jié)點(diǎn)都在一跳通信范圍距離之內(nèi)的情況,。目前很多應(yīng)用使用的此種架構(gòu),，如智能家居、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)等,。

*單跳多匯聚節(jié)點(diǎn)模式中有多個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn),，每個(gè)節(jié)點(diǎn)到匯聚節(jié)點(diǎn)之間的距離是一跳，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)只要與任一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)通信上即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連通性,。這些匯聚節(jié)點(diǎn)將收集到的數(shù)據(jù)匯聚到同一組數(shù)據(jù)服務(wù)器上進(jìn)行存儲(chǔ)與處理,。本架構(gòu)適用于不同區(qū)域且相距較遠(yuǎn)的場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)收集。

*在大范圍的網(wǎng)絡(luò)中,，無法使用單跳的方式進(jìn)行部署,，此時(shí)不得不采用多跳多匯聚節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。匯聚節(jié)點(diǎn)之間一般可通過有線網(wǎng)絡(luò)或其他網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián),，并將數(shù)據(jù)通過同一個(gè)后端服務(wù)器,。

針對(duì)特定應(yīng)用，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以降低網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,，增加系統(tǒng)的可靠性,，并解決數(shù)據(jù)流量不均衡和能量使用效率的問題。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)降低網(wǎng)絡(luò)管理難度

圖2 經(jīng)典傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

隨著傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加,，原有的體系結(jié)構(gòu)不適于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的管理,。傳統(tǒng)的傳感器節(jié)點(diǎn)硬件資源受到限制，為了更高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,，放棄了分層的思想而使用跨層設(shè)計(jì),，圖2所示^[6]為近10年內(nèi)經(jīng)典的傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，多數(shù)協(xié)議采用了跨層的設(shè)計(jì)思想,；大多數(shù)協(xié)議使用了局部算法,；由于傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作大多集中于分發(fā)和匯聚操作，因此大多數(shù)的協(xié)議沒有為每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址標(biāo)識(shí)^[7],。在傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)上對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理變得較為困難,。然而經(jīng)過10年技術(shù)的發(fā)展，傳感器的硬件性能得到了較大的提升,，處理能力也大幅提升,，針對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查詢控制操作需求的應(yīng)用的出現(xiàn)及傳感器節(jié)點(diǎn)的任務(wù)更加復(fù)雜，改變了原有設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)和準(zhǔn)則,，使得應(yīng)該考慮更加層次化,、可復(fù)用性高、易于尋址與路由,、便于自配置與自管理的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),。在現(xiàn)有技術(shù)中，IPv6是較好的解決思路之一^[8],。通過修改媒體訪問控制(MAC)協(xié)議和增加6LoWPAN適配層可實(shí)現(xiàn)將IPv6應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)中,。

工業(yè)界針對(duì)6LoWPAN的應(yīng)用和發(fā)展，制訂了不同場(chǎng)景下的路由要求,，如針對(duì)城市環(huán)境和工業(yè)場(chǎng)景等,。從國(guó)家戰(zhàn)略層面上對(duì)6LoWPAN也在進(jìn)行大力支持，如2010年工業(yè)與信息化部發(fā)布的國(guó)家科技重大專項(xiàng)中(03專項(xiàng)),，發(fā)布了基于IPv6的無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研發(fā)及驗(yàn)證,、基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一致性測(cè)試方法研究及儀表研發(fā)兩個(gè)專項(xiàng)子課題。

2.3 引入和利用移動(dòng)性優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能

大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中,，往往沒有固定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,。如戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、邊境監(jiān)測(cè),、森林監(jiān)測(cè)等,，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，但是節(jié)點(diǎn)密度稀疏,，網(wǎng)絡(luò)往往是分離的,，因此不能保證提供持續(xù)、穩(wěn)定的連接,，此時(shí)傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及形式將不能滿足需求,。在這種情形下，通過匯聚節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)信息的收集是一個(gè)較好的選擇,。在匯聚節(jié)點(diǎn)自身移動(dòng),，或者人、動(dòng)物,、直升機(jī)等攜帶移動(dòng)的過程中,，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信范圍內(nèi)時(shí)，傳感器節(jié)點(diǎn)將其收集到的信息發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn),，由匯聚節(jié)點(diǎn)攜帶信息回后端系統(tǒng),。通過匯聚節(jié)點(diǎn)的移動(dòng),，使得網(wǎng)絡(luò)不需要全連通，大大減少節(jié)點(diǎn)的部署密度,，避免了漏斗流量效應(yīng)的問題,。造成的后果是數(shù)據(jù)延時(shí)較大，因此適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)要求不高的應(yīng)用,。目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)移動(dòng)容遲網(wǎng)絡(luò)(DTN)屬于這種網(wǎng)絡(luò)形式,。

以我們團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的感知城市信息收集系統(tǒng)為例。城市中部署有各種類型的傳感器節(jié)點(diǎn),，這些節(jié)點(diǎn)周期性地或基于事件觸發(fā)地收集周圍環(huán)境的信息,，如車禍等突發(fā)事件、交通流量信息,、環(huán)境噪音信息,、環(huán)境污染情況等，城市公交車及出租車中安裝有移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn),，利用行駛的公交車或出租車將傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)收集回服務(wù)器,，并將其通過因特網(wǎng)發(fā)布，使用者可通過瀏覽器,、智能手機(jī),、PDA等設(shè)備查看這些數(shù)據(jù)。由于城市范圍太廣,，部署的傳感器節(jié)點(diǎn)無法達(dá)到全連通的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),，而公交車及出租車又遍及城市，因此,，利用了車載移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)成功實(shí)現(xiàn)了感知數(shù)據(jù)的收集,。

2.4 強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)測(cè)試評(píng)估能力完善理論模型

傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署在復(fù)雜環(huán)境中，環(huán)境中多種因素的干擾和節(jié)點(diǎn)失效等可能造成節(jié)點(diǎn)間無線鏈路與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化,，準(zhǔn)確測(cè)量與評(píng)估網(wǎng)絡(luò)性能非常困難,，因此，需要在部署前仿真大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的行為,，及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)配置,。

傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研發(fā)過程劃分為3個(gè)階段^[9]：首先，在系統(tǒng)研發(fā)初期對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行小規(guī)模的模擬仿真,，驗(yàn)證協(xié)議,、算法和系統(tǒng)的可行性。然后把協(xié)議,、算法等移植到實(shí)際的小規(guī)模測(cè)試床上,，進(jìn)行小規(guī)模實(shí)物測(cè)試和評(píng)估。最后在實(shí)際場(chǎng)景中進(jìn)行部署,，進(jìn)入(試)運(yùn)行階段,。如圖3所示,，其中，橫軸代表節(jié)點(diǎn)規(guī)模,，縱軸代表真實(shí)度(即實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)際部署環(huán)境的差異程度),，3個(gè)條塊代表3個(gè)研發(fā)階段。

圖3 傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)階段

大規(guī)模應(yīng)用中需要更為精細(xì),、與實(shí)際更為貼近的理論模型與實(shí)驗(yàn)、仿真手段,。要獲取準(zhǔn)確的理論模型,，需要有配套的測(cè)試手段，因此研究傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)與工具具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,。傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試貫穿在科研,、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,、建設(shè),、運(yùn)維、優(yōu)化等階段,，是科學(xué)研究的重要數(shù)據(jù)來源,，是商業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用的重要保障。但是傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試不同于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),，其在測(cè)試需求,、測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試方法,、測(cè)試工具等諸多方面有明顯差異,。傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試?yán)щy，因?yàn)閻毫拥倪\(yùn)行環(huán)境,、受限的資源和復(fù)雜多樣的應(yīng)用使得傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試極為困難,，且與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、組網(wǎng)協(xié)議,、信息處理和系統(tǒng)應(yīng)用等技術(shù)環(huán)節(jié)有著密切的聯(lián)系,。

傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的難點(diǎn)主要體現(xiàn)為：在傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量評(píng)估行為中，為了獲得網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部狀態(tài)信息,，總是需要執(zhí)行額外的計(jì)算任務(wù),、傳輸額外的測(cè)量所需要的信息。抽象而言,，任何一種測(cè)量行為均會(huì)在一定程度上影響被測(cè)對(duì)象的自身狀態(tài),，即所謂的海森堡(Heisenberg)測(cè)不準(zhǔn)現(xiàn)象，這是網(wǎng)絡(luò)測(cè)量研究中得共性和基礎(chǔ)的關(guān)鍵問題,。具體到傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試而言,，測(cè)試行為本身對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)自身運(yùn)行存在打擾,，資源受限的傳感器網(wǎng)絡(luò)使得該矛盾尤為突出。降低或避免測(cè)試行為對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)自身運(yùn)行的影響,、高精度獲取網(wǎng)絡(luò)測(cè)試數(shù)據(jù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的關(guān)鍵,。

針對(duì)上述問題我們團(tuán)隊(duì)研制了零打擾傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái)(HINT)，并已成功應(yīng)用于多所高校及研究所等,。HINT^[10]測(cè)試平臺(tái)是基于內(nèi)部偵聽測(cè)試技術(shù)研發(fā)的一類傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試平臺(tái),，對(duì)于傳感器節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用軟件具有透明性，節(jié)點(diǎn)本身無法察覺測(cè)試平臺(tái)的存在,，節(jié)點(diǎn)的軟件也無需增加任何用于測(cè)試目的的輔助代碼,；HINT測(cè)試平臺(tái)通過額外的高精度測(cè)試設(shè)備捕獲傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)部芯片的互連信號(hào)來產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)由額外的傳輸網(wǎng)絡(luò)收集并集中分析處理,，從而避免對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的資源占用,，滿足高精度和零打擾的測(cè)試需求。HINT可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程,、信號(hào)分析,、分組分析、行為回放,、數(shù)據(jù)管理和性能評(píng)估等功能,。

3 結(jié)束語

隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，越來越多的應(yīng)用趨向于大規(guī)?；?。與小規(guī)模應(yīng)用相比，大規(guī)?；膫鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)向我們提出了更為尖銳的挑戰(zhàn),。本文在現(xiàn)有大規(guī)模應(yīng)用的基礎(chǔ)上，歸納并分析了目前傳感器網(wǎng)絡(luò)流量不均衡,、需求與規(guī)模失衡,、理論與模型失衡的三大問題，并基于這些特點(diǎn)對(duì)當(dāng)前現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),、體系結(jié)構(gòu)及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)行了分析和思考,，針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試和仿真工具的重要性進(jìn)行了論述和分析。

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作者簡(jiǎn)介

孫利民,，中國(guó)科學(xué)院信息工程研究所研究員,、博士生導(dǎo)師，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員,，計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)傳感器網(wǎng)絡(luò)專業(yè)委員會(huì)副主任,，計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)互聯(lián)網(wǎng)專業(yè)委員會(huì)委員，中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng),，國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組成員,；主要研究方向?yàn)闊o線傳感器網(wǎng)絡(luò),、車載網(wǎng)和容遲網(wǎng)絡(luò)；主持和參與國(guó)家級(jí)項(xiàng)目10余項(xiàng),；已發(fā)表論文100余篇,，出版學(xué)術(shù)著作3部，獲得或申請(qǐng)國(guó)家專利30余項(xiàng),。

劉偉,，中國(guó)科學(xué)院信息工程研究所在讀博士研究生；主要研究方向?yàn)闊o線自組織網(wǎng)絡(luò),、物聯(lián)網(wǎng),。