西安邮电大学
（计算机学院）
课内实验报告
实验名称：无线传感网仿真（一）-S-MAC协议
专业：
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
日期：2017年6月21日
一．实验目的
理解 S-MAC 协议的工作机制。
二．实验环境
VirtualBox + Ubuntu + NS2
三．实验内容
1.S-MAC协议
Sensor MAC(S-MAC)是一种基于竞争的 MAC 层协议，主要适于节点空闲时间较长、可容忍较大时延的场合。 S-MAC 以 802.11 为基础，提供了良好的扩展性，设计重点是有效节能，适应网络规模、节点密度及拓扑结构的变化，而把其它性能（如平等性、吞吐量、带宽利用率等）作次要考虑。
2.仿真拓扑
定义一个含 14 个 WSN 节点的仿真拓扑。发送方为节点0，通过UDP传输CBR数据，接收方为节点5。
四．实验过程及分析
1.阅读并解释仿真代码（SMAC.tcl），描述仿真设置；
创建节点
设置节点坐标
设置报文的发送大小等节点参数
2.运行仿真脚本；
1）仿真开始时，节点之间未建立路由，此时无数据传输，所有节点为绿色。
2）从1s 开始，节点0 与节点5 建立UDP/CBR 的数据传输，需要注意，在传输数据前，节点0 先要通过RREQ/RREP 建立到节点5 的路由。
3）数据传输过程中，由于节点能量的消耗，较高负载的节点会出现颜色变化(如21s 左右，节点0、6、2、3、12、5 开始变黄)。
3.利用 NAM 动画观察并解释实验过程，理解S-MAC协议的工作过程。
当节点进入工作时：先侦听一段固定时间：
1）如果在侦听的这段时间，接收到其他节点的调度信息，则将自己的调度信息调整和其他相邻节点一致，经过一段随机的时间广播自己的调度信息；
2）当节点在侦听这段时间收到众多的邻居节点的调度信息都不一致时，可选择将自己的调度信息调整为和第一个接收到的邻居节点的调度信息一致，并记录其
他邻居节点的调度信息。
3）如果在侦听的这段时间没有接收到任何节点发送来的调度信息，则自己产生一个调度信息，并进行广播；
具有相同调度的节点形成虚拟簇，边界节点记录两个或多个调度。在WSN网络中形
成众多的虚拟簇，使得S-MAC具有良好的扩展性。
五．问题回答
(1)SMAC 如何主要为解决什么问题设计的？为什么不能直接采用802.11 协
议？
答：为了达到良好的可扩展能力和碰撞回避能力，为了实现能量效率，尽量降低能量是SMAC协议。
(2)SMAC 和其它同类协议的性能比较有何不同？
答：S-MAC很好的通过周期性的侦听与睡眠机制解决了无线传感网络中的能量问题：高负载：当信道处于高负载的时候，侦听阶段得意充分利用；低负载：睡眠阶段更好的节省了能量。,使用CSMA协议中的RTS/CTS，DATA／ACK消息传递机制，有效避免了冲突；
六．总结
对设计及调试过程的心得体会。
通过这次试验发现，S-MAC采用周期性的侦听和睡眠，网络中所有的节点同步使用相同的睡眠和唤醒方式，所有的节点均已相同的占空比进行工作，使用同步帧发送机制，确保所有节点同时唤醒和同时睡眠，但所有节点都处于唤醒状态时，才进行侦听，以判断是否要发送或者接受数据，当所有节点都处于睡眠状态时，会自动关闭射频收发器以节省能量。
无线传感器网络 实验指导书 信息工程学院
实验一 质心算法 一、实验目的 掌握合并质心算法的基本思想； 学会利用MATLAB 实现质心算法； 学会利用数学计算软件解决实际问题。 二、实验容和原理 无需测距的定位技术不需要直接测量距离和角度信息。定位精度相对较低，不过可以满足某些应用的需要。 在计算几何学里多边形的几何中心称为质心，多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。 假设多边形定点位置的坐标向量表示为p i = (x i ，y i )T ，则这个多边形的质心坐标为： 例如，如果四边形 ABCD 的顶点坐标分别为 (x 1, y 1)，(x 2, y 2), (x 3, y 3) 和(x 4,y 4)，则它的质心坐标计算如下： 这种方法的计算与实现都非常简单，根据网络的连通性确定出目标节点周围的信标参考节点，直接求解信标参考节点构成的多边形的质心。 锚点周期性地向临近节点广播分组信息，该信息包含了锚点的标识和位置。当未知结点接收到来自不同锚点的分组信息数量超过某一门限或在一定接收时间之后，就可以计算这些锚点所组成的多边形的质心，作为确定出自身位置。由于质心算法完全基于网络连通性，无需锚点和未知结点之间的协作和交互式通信协调，因而易于实现。 三、实验容及步骤 该程序在Matlab 环境下完成无线传感器中的质心算法的实现。在长为100米的正方形区域，信标节点（锚点）为90个，随机生成50个网络节点。节点的通信距离为30米。 需完成： 分别画出不同通信半径，不同未知节点数目下的误差图，并讨论得到的结果 所用到的函数： 1. M = min(A)返回A 最小的元素. 如果A 是一个向量，然后min(A)返回A 的最小元素. 如果A 是一个矩阵，然后min(A)是一个包含每一列的最小值的行向量。 2. rand X = rand 返回一个单一均匀分布随机数在区间 (0，1)。 X = rand(n)返回n--n 矩阵的随机数字。 ()12341234,,44x x x x y y y y x y ++++++??= ???
无线传感网智能组网设计实验指导书（实验类）实验 1.Zigbee基本通信实验 1.1实验目的 ?了解实Zigbee的原理及在软件上如何方便使用； ?掌握在Windows CE 6.0下进行UART编程的方法。 1.2实验设备 ?硬件：EduKit-IV嵌入式教学实验平台、Mini270核心子板、Zigbee模块、PC 机； ?软件：Windows 2000/NT/XP 以及Windows 平台下的VS2005开发环境。 1.3实验容 ?利用Microsoft Visual Studio 2005编写一个可运行于EduKit-IV型实验箱Windows CE 6.0操作系统上的应用程序； ?学习和掌握EduKit-IV教学实验平台过UART与Zigbee模块通信，实现对Zigbee 模块的配置和对等网模式下的通信。 1.4实验原理 1.4.1Zigbee起源 无线网络系统源自美国军方的“电子尘埃(eMote)”技术，是目前国、外研究的热点技术之一。该系统基于IEEE802.15.4规的无线技术，工作在2.4 GHz或868／928 MHz，用于个人区域网和对等网状网络。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。它是一种介于红外无线技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准。在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。相对于现有的各种无线通信技术，无线ZigBee网络技术将是近距离通信最低功耗和成本的技术。这一技术目前正向工业、民用方向推广和发展，
****** 网络协议分析与仿真 课程设计报告书 院系名称：计算机学院实验内容：网络流量分析学生姓名：*** 专业名称：网络工程班级：**** 学号：********* 时间：20**年**月**日
网络协议分析与仿真课程设计报告 网络流量分析 一、课程设计目的 加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解； 掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析方法。 二、课程设计内容 流量分析 工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux） 要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。 内容：Web流量分析 清除本机DNS缓存，访问某一网站主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）： （1）简述访问web页面的过程。 （2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了何种协议，端口号是多少？ 所请求域名的IP地址是什么？ （3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现） （4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。 （5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双方协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否消耗了一个 序号？ （6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。 （7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？FIN报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？为什么是 这个值？ （8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。根据课本 200页5.6.2节内容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。（提示：用脚本 编程实现） （9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。参照课本243页图6-12，在截图中标明各个字段。
无线传感器网络实验报告 Contiki mac协议与xmac协议的比较 1.简介 无线传感器网络（wireless sensor networks,WSN）节点由电池供电，其能力非常有限，同时由于工作环境恶劣以及其他各种因素，节点能源一般不可补充。因而降低能耗、延长节点使用寿命是所有无线传感器网络研究的重点。 WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占的比重最大，因此，减少通信能耗是延长网络生存时间的有效手段。同时，研究表明节点通信时Radio模块在数据收发和空闲侦听时的能耗几乎相同，所以要想节能就需要最大限度地减少Radio模块的侦听时间（收发时间不能减少），及减小占空比。 传统的无线网络中，主要考虑到问题是高吞吐量、低延时等，不需要考虑能量消耗，Radio模块不需要关闭，所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN，各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以分成许多类型，其中根据信道访问策略的不同可以分为： X-MAC协议 X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进，改进了其前导序列过长的问题，将前导序列分割成许多频闪前导（strobed preamble），在每个频闪前导中嵌入目的地址信息，非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。 X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔，用以侦听接收节点的唤醒标识。接收节点利用频闪前导之间的时间间隔，向发送节点发送早期确认，发送节点收到早
期确认后立即发送数据分组，避免发送节点过度前导和接收节点过度侦听。 X-MAC还设计了一种自适应算法，根据网络流量变化动态调整节点的占空比，以减少单跳延时。 优点： X-MAC最大的优点是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点，因而发送延时和收发能耗都比较小；节点只需监听一个频闪前导就能转入睡眠。 缺点： 节点每次醒来探测信道的时间有所增加，这使得协议在低负载网络中能耗性比较差。而且分组长度、数据发送速率等协议参数还需进一步确定 X-MAC原理图如图3所示： ContikiMAC协议 一．ContikiMAC协议中使用的主要机制： 1.时间划分
无线传感器网络技术试 题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议
17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构，下列哪种不是。D A．星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A．定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A．能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限
网络协议仿真教学系统实验教材参考答案
目录 实验一以太网帧的构成 (1) 实验二地址解析协议ARP (2) 实验三网际协议IP (4) 实验四Internet控制报文协议ICMP (8) 实验五Internet组管理协议IGMP (10) 实验六用户数据报协议UDP (11) 实验七传输控制协议TCP (13) 实验八简单网络管理协议SNMP (15) 实验九动态主机配置协议DHCP (17) 实验十域名服务协议DNS (19) 实验十一网络地址转换NAT (21) 实验十二应用层协议-1：超文本传输协议HTTP (22) 实验十三应用层协议-2：TELNET与FTP (24) 实验十四应用层协议-3：邮件协议SMTP 、POP3 、IMAP (29) 实验十五应用层协议—4：NetBIOS应用及SMB/CIFS协议 (32) 实验十六路由协议—1：路由信息协议RIP (35) 实验十七路由协议-2：开放式最短路径优先协议OSPF (39) 实验十八网络攻防-1：ARP地址欺骗 (42) 实验十九网络攻防-2：ICMP重定向 (43) 实验二十网络攻防-3：TCP与UDP端口扫描 (43) 实验二十一网络攻防-4：路由欺骗 (45) 实验二十二网络故障分析-1：冲突与网络广播风暴 (46) 实验二十三网络故障分析-2：路由环与网络回路 (47)
实验一以太网帧的构成 练习一：编辑并发送LLC帧 4． ●参考答案 ●参考答案 这一字段定义为长度或类型字段。如果字段的值小于1518，它就是长度字段，用于定义下面数据字段的长度；另一方面，如果字段的值大于1536，它定义一个封装在帧中的PDU分组的类型。 练习二：编辑并发送MAC广播帧 5．参考答案 该地址为广播地址，作用是完成一对多的通信方式，即一个数据帧可发送给同一网段内的所有节点。 练习四：理解MAC地址的作用 3．参考答案 【思考问题】 1．参考答案 出于厂商们在商业上的激烈竞争，IEEE的802委员会未能形成一个统一的、
无线传感器网络 题目：DV-hop定位算法 学生： 学号： 完成时间： 2014.5.121
一、实验目的 1、掌握matlab工具的使用方法。 2、了解DV-hop算法原理，熟悉DV-hop算法代码，分析DV-hop算法实验结果。 二、实验原理 DV-hop算法概述 （一）基本思想： 3、计算位置节点与犀鸟节点的最小跳数 4、估算平均每跳的距离，利用最小跳数乘以平均每条的距离，得到未知节点与信标节点之间的估计距离 5、利用三遍测量法或者极大似然估计法计算未知节点的坐标 （二）定位过程 1、信标节点向邻居节点广播自身未知信息的分组，其中包括跳数字段，初始化为0 2、接受节点记录具有到每条信标节点的最小跳数，忽略来自一个信标节点的较大跳数的分组，然后将跳数数值加1，并转发给邻居节点 3、网络中所有节点能够记录下到每个信标节点最小跳数 （三）计算未知节点与信标节点的实际跳段距离
1、每个信标节点根据记录的其他信标节点的位置信息和相距跳数，估 算平均每跳距离 2、信标节点将计算的每条平均距离用带有生存期字段的分组广播至网络中，未知节点仅仅记录接受到的第一个每跳平均距离，并转发给邻居节点 3、未知节点接受到平均每跳距离后，根据记录的跳数，计算到每个信标节点的跳段距离 （四）利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身位置 4、位置节点利用第二阶段中记录的到每个信标节点的跳段距离，利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身坐标 三、实验容和步骤 DV-hop代码如下： function DV_hop() load '../Deploy Nodes/coordinates.mat'; load '../Topology Of WSN/neighbor.mat'; if all_nodes.anchors_n<3 disp('锚节点少于3个,DV-hop算法无法执行'); return; end %~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~最短路经算法计算节点间跳数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ shortest_path=neighbor_matrix; shortest_path=shortest_path+eye(all_nodes.nodes_n)*2; shortest_path(shortest_path==0)=inf;
无线传感网络-物联网组网技术-传感网原理实验室建设方案
目录 1无线传感网络-物联网组网技术-传感网原理实验室 ................................ - 3 - 1.1总体规划............................................................ - 3 - 1.2实验设备............................................................ - 4 - 1.2.1基本介绍........................................................ - 5 - 1.2.2主要特性........................................................ - 6 - 1.2.3智能网关........................................................ - 8 - 1.2.4智能节点....................................................... - 11 - 1.2.5无线模组....................................................... - 14 - 1.2.6感知设备....................................................... - 16 - 1.3课程大纲........................................................... - 20 - 1.3.1课程概要....................................................... - 20 - 1.3.2教学大纲....................................................... - 21 -
郵電大學 网络协议分析与仿真 课程设计报告书 院系名称：计算机学院实验容：网络流量分析学生姓名： 专业名称：网络工程班级： 学号：
时间：2012年12月15日
网络协议分析与仿真课程设计报告 网络流量分析 一、课程设计目的 加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解； 掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析法。 二、课程设计容 流量分析 ?工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux） ?要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。?容：Web流量分析 清除本机DNS缓存，访问某一主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）： （1）简述访问web页面的过程。 （2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？ （3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现） （4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设
置。 （5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否 消耗了一个序号？ （6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。 （7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？ FIN报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什 么？为什么是这个值？ （8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样 本值）。根据课本200页5.6.2节容，给每一个数据报文段估算超时时 间RTO。（提示：用脚本编程实现） （9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。参照课本243页图6-12，在截图中标明各个字段。 （10）访问同一的不同网页，本次访问中的TCP连接是否和上次访问相同？ （与上次页面访问时间间隔不能过长，可连续访问，分别分析。）（11）请描述HTTP协议的持续连接的两种工作式。访问这些页面（同一的不同页面）的过程中，采用了哪种式？（参考课本241页） 三、设计与实现过程
无线传感器网络覆盖技术 谭慧婷15040024 1.覆盖技术理论基础 覆盖问题是无线传感器网络配置首先要面对的基本问题，它反映了一个无线传感器网络某区域被检测和跟踪的状况。现有的研究结果，很多都是致力于解决传感器网络的部署和检测以及覆盖与连接的关系等方面的问题。 覆盖问题可以表述成不同的理论模型，甚至在平面几何里就能找到相应的解决方案。即使简单地只从数学上来考虑，在部署传感器节点的时候，我们必须知道怎样用相同的节点数覆盖尽可能大的区域。 为了对网络的覆盖问题先有一个初步的认识，这里我们提出一个几何问题-艺术馆问题来理解。 假设艺术馆的主人想在场馆内放置监视器来防止盗窃。假定相机可以有360度的视角而且可以极大速度旋转，相机可以监视任何位置，视线不受影响。 关于实现这个想法存在两个问题需要回答：首先就是到底需要多少台相机；其次，这些相机应当放置在哪些地方才能保证馆内每个点至少被一台相机监视到。
一个简单的办法就是将多边形分成不重叠的三角形，每个三角形里面放置一个相机。通过这个方法，我们可以得到最佳分布应该如下图，放置两个相机相机足以覆盖整个艺术馆。 相机1 我们可以知道无线传感器网络的覆盖问题在本职上和上面的几何问题是一致的：需要知道是否某个区域被充分覆盖以及完全处于监视之下。 但我们也必须认识到，几何研究的结果为理解传感器覆盖问题提供了一个理论背景，但这样的求解办法是无法直接应用到无线传感器网络。 因为： 1. 监视器可以看到无穷远的地方只要没有障碍物阻挡，但是 传感器节点存在最大感应范围； 2. 无线传感器网路没有类似监视器之间固定的基础设施，其 拓扑结构可能随时变化。 2.覆盖的感知模型 在讨论节点如何布置之前，需要先知道传感器节点的感知模型。目前主要是两种。
《无线传感网络综合实训》课程大纲 江苏师范大学计算机科学与技术学院
无线传感网络综合实训大纲 一、实训的性质、任务与要求 无线传感器网络是集传感器技术、微电机技术、现代网络和无线通信技术于一体的综合信息处理平台，具有广泛的应用前景，是计算机信息领域最活跃的研究热点之一，具有应用驱动和以数据为中心的特点。本次实训的主要任务是结合具体应用使学生对无线传感网络的体系结构、支撑技术和数据融合技术有更透彻的理解，并训练学生基于无线传感网络应用系统的网络规划、网络设计以及相关软硬件开发能力。本次实训要求学生掌握无线传感器网络的体系结构，了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等支撑技术，要求学生具有较强的网络规划与设计基础和一定的软硬件开发技能 二、培养目标 实训的目标：使学生了解无线传感应用系统的设计开发流程，掌握无线网络规划设计方法，具有较强的无线网络规划设计能力和一定的软硬件开发能力。 三、实训方法 本次实训以小组为单位实施，每个小组设组长一名负责统筹协调和任务分工以及进度监督，小组成员负责某一个具体模块，整个小组既有分工又有协作，每个实训小组任意选择一个项目。实训分为两个阶段，第一阶段在教室进行，主要进行项目设计；第二阶段在实验室进行，主要利用实验器材进行系统实施、验证。 四、实训课时分配（2周） 1. 2. 自选项目的课时分配 选择自选项目时，自己指定阶段目标和课时分配计划。 五、实训内容的说明 项目一：智能农业系统 智慧农业系统通过大棚内温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、大棚光照度传感器、视频摄像机等组建了一个可以远程感知的数字农业大棚，这些数据通过3G网络传输到中心平台进行数据分析、数据关联，打造数字化的智慧农业大棚。系统主要由前端数据采集设备、前端短程无线网络、农业数据管理中心、客户端四部分组成。客户端分为两部分，一是农业专家远程数据诊断显示；二是农户在家中浏览相关实时数据信息。 项目二：智能家居系统
Central South University 无线传感器网络实验报告 学院: 班级: 学号: 姓名: 时间: 指导老师：
第一章基础实验 1 了解环境 1.1 实验目的 安装 IAR 开发环境。 CC2530 工程文件创建及配置。 源代码创建，编译及下载。 1.2 实验设备及工具 硬件：ZX2530A 型底板及 CC2530 节点板一块，USB 接口仿真器，PC 机 软件：PC 机操作系统 WinXP，IAR 集成开发环境，TI 公司的烧写软件。 1.3 实验内容 1、安装 IAR 集成开发环境 IAR 集成开发环境安装文件所在光盘目录：物联网光盘\工具\C D-EW8051-7601 2、ZIBGEE 硬件连接 安装完 IAR 和 Smartrf Flash Programmer 之后，按照图所示方式连接各种硬件，将仿真器的 20 芯 JTAG 口连接到 ZX2530A 型CC2530 节点板上，USB 连接到 PC 机上，RS-232 串口线一端连接ZX2530A 型 CC2530 节点板，另一端连接 PC 机串口。 3、创建并配置 CC2530 的工程文件
IAR 是一个强大的嵌入式开发平台，支持非常多种类的芯片。IAR 中的每一个 Project，都可以拥有自己的配置，具体包括 Device 类型、堆/栈、Linker、Debugger 等。 （1）新建 Workspace 和 Project 首先新建文件夹 ledtest。打开 IAR，选择主菜单 File -> New -> Workspace 建立新的工作区域。 选择 Project -> Create New Project -> Empty Project，点击 OK，把此工程文件保存到文件夹 ledtest 中，命名为：ledtest.ewp（如下图）。 （2）配置 Ledtest 工程 选择菜单 Project->Options...打开如下工程配置对话框
无线传感网络技术与发展趋势的分析 引言 无线网络传感技术给人们的生活创造了很多的乐趣，也为信息的有效、及时的传递起到一定的促进作用，人们越来越依赖无线传感网络技术为其生活带来的舒适和方便，无线网络传感技术越来越受到社会各界的广泛关注，下文主要讲述了无线传感网络技术的概念、无线传感网络技术的发展现状以及无线传感网络技术的应用和发展。 1无线传感网络技术的概念 1.1无线传感网络技术是最近一种新型的网络技术，而且它一出现，就受到了世界各个国家的广泛关注和赞誉，无线传感网络技术是集多项科学技术于一身，多种高难度的知识相互交叉产生的具有高科技的、比较热门的、前沿的技术。 1.2无线传感网络技术集中了嵌入式计算、无线通信技术、传感器、现代网络和分散式的信息处理等高科技，实现了人们无论在何时何地都能够接收到来自网络的比较真实可靠的大量的信息的愿望，无线传感网络技术真正体现了信息无处不在的理念。 1.3无线传感网络在产生之初就以一种势不可挡的气势横扫世界的各个领域，无线传感网络的发展前景备受世人的关注，其应用和发展必定给人们的工作和生活带来极大的影响，它的辉煌应用成就了它的无双的地位，无线传感网络技术应用于军事领域，成为军事领域比较关键的高科技技术，但是无线网络不仅应用在军事领域，它对世界各
个领域的影响也是不可小觑的。 2无线传感网络技术的发展现状 2.1无线传感网络技术很受大众的喜欢与它的高科技的发展是分不开的，而且许多国家也很重视它的发展，世界各国的工业界、高科技界和学术界对无线传感网络的发展展开了猛烈的攻势，希望可以通过靠科技技术的结合实现无线传感网络技术的进步，许多国家还将无线传感网络技术列入国家的重点研究技术，而且一些周刊和杂志对无线网络的评价也很高，认为无线传感网络技术是未来引领世界计算机进步的主要技术。 2.2无线传感网络技术在我国的发展还很缓慢，这主要是由于无线传感网络技术在我国出现的时间比较晚，无线传感网络技术在我国的研究方案中还处在初级阶段，与西方一些发达国家相比，存在严重的滞后性，我国在无线传感网络技术上的研究主要局限在仿真计算和网络协议等，在人们的生活和军事中的应用还很少，而且无线网络现在已经可以用来作环境监测，我国却没有将无线传感网络技术应用到实处。 2.3目前，中国的未来技术研究方向中有几项是专门针对无线传感网络技术进行直接论述的，而且在一些重大会议的决策里而，也将无线传感网络技术列为三大前沿信息技术，无线传感网络技术中的自发组织网络技术和智能感知技术都成为中国重点信息技术研究，无线传感网络技术在我国如此重视的情况下一定会有所成就，无线传感网络技术也成为社会信息技术发展的必然，在我国，信息技术领域广泛地
南昌航空大学实验报告 二O 一六年四月20 日 课程名称：无线传感器网络实验名称：CC2530 串口指令控制LED灯 班级：姓名： 指导教师评定：签名： 一、实验目的 1.通过实验掌握CC2530 芯片串口配置与使用 2.观察底板上RX、TX串口发送指示灯的变化 3.接收串口发送过来的数据，通过数据内容分析控制LED 注：嵌入式开发中，当程序能跑起来后，串口是第一个要跑起来的设备，所有的工作状态，交互信息都会从串口输出。 二、实验内容 1. 查看数据手册，了解CC2530的串口功能，熟悉串口的相关配置寄存器； 2. 根据实验手册内容配置CC2530的串口相关寄存器，使用P0_2和P0_3 的外设功能将其配置为串口方式，并设置波特率为115200后处理串口的中断，使其允许接收数据并产生中断； 3. 配置所需LED灯的I/O口； 4. 编写串口的初始化、发送数据以及中断处理函数； 5. 在程序入口函数中，设置系统时钟源和主频，初始化完毕后，进入while 循环处理相应指令并控制LED灯。
三、实验相关电路图 图1 PL2303HX串口转换芯片电路原理图 P0_2、P0_3配置为外设功能时：P0_2为RX， P0_3为TX. USART0和USART1是串行通信接口，它们能够分别运行于异步UART模式或者同步SPI模式。两个USART具有同样的功能，可以设置在单独的I/O 引脚。 四、实验过程 1. 串口的配置 1）配置IO，使用外部设备功能。此处配置P0_2和P0_3用作串口UART0。 2）配置相应串口的控制和状态寄存器。 3）配置串口工作的波特率。 波特率由下式给出： F 是系统时钟频率，等于16 MHz RCOSC 或者32 MHz XOSC。
重庆航天职业技术 学院 实训报告 教师： 课程：无线传感网技术及应用 学号： 姓名： 班级：物联网 日期：2016/6/16
评阅页 课程设计题目: 温度采集DS18B20 同组成员： 学生自评：设计方案由讨论组完成，大家一起做硬件DS18B20温度显示，再由大家分工把报告完成。 指导教师评语: 成绩：指导老师签名： 2016年06月24
前言 ZigBee简介ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低速率、 低成本的无线通信技术，兼具经济、可靠、易于部署等优势，已成为无线传感器网络中最具潜力和研究价值的技术，在工业控制、环境监测、智能家居、医疗护理、安全预警、目标追踪等应用场合已展现出广阔的市场前景。 本设计利用TI公司CC2530单片机，采用DS18B20数字温度传感器，完成温度采集并通过液晶显示器显示测量温度值，测温电路简单，适合于-50~150摄氏度温度的测量。
目录 一、设计题目 (1) 二、硬件设计方案 (1) 2.1 CC2530芯片简介： (1) 2.2 芯片概述 (2) 三、CC2530模块说明 (2) 3.1 CPU 和内存 (2) 3.2 中断控制器 (2) 3.3外设 (3) 3.4 调试接口 (3) 3.5 无线设备 (3) 四、DS18B20 (4) 4.1 DS18B20工作原理 (4) 4.2 DS18B20的主要特性 (5) 五、软件设计方案 (5) 5.1 程序流程图 (5) 5.2 所需用到的部分C语言程序 (7) 5.3 实验过程及结果 (11) 六、总结 (13) 七、参考文献 (13)
一、设计题目 本次的设计题目要求是基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块等。其中温度采集模块所选用的是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用液晶显示屏显示。 二、硬件设计方案 2.1 CC2530芯片简介： CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM 和许多其它强大 的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。其引脚如图1.1所示。 图2.1 CC2530芯片
西安郵電大學 网络协议分析与仿真 课程设计报告书 院系名称：计算机学院实验内容：网络流量分析学生姓名： 专业名称：网络工程班级： 学号： 时间：2012年12月15日
网络协议分析与仿真课程设计报告 网络流量分析 一、课程设计目的 加深对IP、DSN 、TCP、UDP、HTTP等协议的理解； 掌握流量分析工具的使用，学习基本的流量分析方法。 二、课程设计内容 流量分析 工具：Wireshark（Windows或Linux），tcpdump（Linux） 要求：使用过滤器捕获特定分组；用脚本分析大量流量数据（建议用perl）。 内容：Web流量分析 清除本机DNS缓存，访问某一网站主页，捕获访问过程中的所有分组，分析并回答下列问题（以下除1、3、8、11外，要求配合截图回答）： （1）简述访问web页面的过程。 （2）找出DNS解析请求、应答相关分组，传输层使用了何种协议，端口号是多少？所请求域名的IP地址是什么？ （3）统计访问该页面共有多少请求IP分组，多少响应IP分组？（提示：用脚本编程实现） （4）找到TCP连接建立的三次握手过程，并结合数据，绘出TCP连接建立的完整过程，注明每个TCP报文段的序号、确认号、以及SYN\ACK的设置。 （5）针对（4）中的TCP连接，该TCP连接的四元组是什么？双方协商的起始序号是什么？TCP连接建立的过程中，第三次握手是否带有数据？是否 消耗了一个序号？ （6）找到TCP连接的释放过程，绘出TCP连接释放的完整过程，注明每个TCP 报文段的序号、确认号、以及FIN\ACK的设置。 （7）针对（6）中的TCP连接释放，请问释放请求由服务器还是客户发起？FIN 报文段是否携带数据，是否消耗一个序号？FIN报文段的序号是什么？ 为什么是这个值？ （8）在该TCP连接的数据传输过程中，找出每一个ACK报文段与相应数据报文段的对应关系，计算这些数据报文段的往返时延RTT（即RTT样本值）。 根据课本200页5.6.2节内容，给每一个数据报文段估算超时时间RTO。 （提示：用脚本编程实现） （9）分别找出一个HTTP请求和响应分组，分析其报文格式。参照课本243
无线传感器网络 随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的迅速发展，人们开始将无线网络技术与传感器技术相结合，无线传感器网络（WSN，wireless sensor network）应运而生。它由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线的方式形成的一个多跳的自组织网络，不仅可以接入Internet，还可适用于有线接入方式所不能胜任的场合，提供优质的数据传输服务。微机电系统（MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems）、超大规模集成电路技术（VLSI，Very-Large-Scale-Integration systems）和无线通信技术的飞速发展，使得它的应用空间日趋广阔，遍及军事、民用、科研等领域；但由于网络结点自身固有的通信能力、能量、计算速度及存储容量等方面的限制，对无线传感器网络的研究具有很大的挑战性和宽广的空间。本实验系统采用IEEE802.15.4和Zigbee协议实现了多个传感器节点之间的无线通信，通过对本实验提供的软件操作以及对路由的观察，能够使学生对无线传感器网络的组网过程、路由协议有一个较为深入的理解。 1 目的要求 （1）理解并掌握无线传感器网络的工作原理及组网过程。 （2）理解无线传感器网络的路由算法。 2 基本原理 2.1 概述 微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步推动了低功耗多功能传感器的快速发展，使其在微小的体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等功能。部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络，即无线传感器网络，这些节点可以协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。 2.2 无线传感器网络结构 无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络，它是由许多无线传感器节点协同组织起来的。这些节点具有协同合作、信息采集、数据处理、无线通信等功能，可以随机或者特定地布置在监测区域内部或附近，它们之间通过特定的协议自组织起来，能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务。 无线传感器网络典型的体系结构如图1所示，包括分布式传感器节点、网关、互联网和监控中心等。在传感器网络中，各个节点的功能都是相同的，它们既是信息包的发起者，也是信息包的转发者。大量传感器节点被布置在整个监测区域中，每个节点将自己所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户，数据传送的过程是通过相邻节点的接力传送方式传送给网关，然后再通过互联网、卫星信道或者移动通信网络传送给最终用户。用户也可以对网络进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据等。
计算机网络协议仿真实验 周斌霍严梅黄声烈 吉林大学计算机科学与技术学院
目录 【实验概述】------------------------------------------------------------------------------ 错误!未定义书签。 【网络协议仿真编辑器的使用说明】 ---------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验一以太网数据帧的构成】-------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验二 IP地址分类与IP数据包的组成】----------------------------------- 错误!未定义书签。【实验三ARP地址解析协议】 ----------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验四 ICMP互连控制管理协议】---------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验五UDP用户数据报协议】 -------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验六TCP传输控制协议】 ---------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验七 TCP与UDP端口扫描】 -------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验八 TELNET和FTP协议】---------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验九 DNS域名服务协议】 ----------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十 DHCP协议】 ---------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十一 SMTP和POP3协议】 -------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十二 SNMP协议与网络管理】---------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十三 HTTP协议】 ------------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十四WINS和NETBIOS协议】----------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十五SOCKET基础网络程序设计】 ---------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十六Ping实现程序设计】 ----------------------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十七文件传输工具程序设计】------------------------------------------ 错误!未定义书签。【实验十八主机信息获取工具程序设计】 ----------------------------------- 错误!未定义书签。【实验十九网络性能监测及故障分析】 ---------------------------------------- 错误!未定义书签。【附录1：常见问题及解决方法】 -------------------------------------------------- 错误!未定义书签。 【实验概述】 网络协议仿真教学系统结合高校教育的实际情况，将网络方面的理论知识通过软件来实现，让学生在实践的过程中更深入地掌握网络方面的基础理论知识。本系统能够使学生清楚的理解和掌握网络的内部结构和协议，通过编辑各种协议的数据包深入学习计算机网络的内
《无线传感网技术》实验二 班级：微电子1102 学号：0301110213 姓名：王绪安 一、实验目的 通过仿真实验，掌握无线传感网络联通率与通信半径以及节点数目之间的关系。 二、实验内容 （1）在不同节点数目n 情况下，用Matlab 拟合出连通率与通信半径的关系曲线。 （2）在不同通信半径R 情况下，用Matlab 拟合出连通率与节点数量n 的关系曲线。 三、实验思路分析过程（包括程序说明） 用计算机语言编写图的连通性判断算法，判断节点是否连通以及确定连通分支的个数，Warshell 算法实现方法 Warshell 算法 Warshell 算法可解决图是否连通的问题, 而且效率很高。在该算法中，矩阵P 是判断矩阵，1=ij p 表示从i 到j 连通，0=ij p 表示从i 到j 不连通。T 矩阵是模拟节点的两两直接连通矩阵T ij =1表示从i 到j 连通，T ij =0表示从i 到j 不连 通。 (1)置新矩阵 P:= T ; (2）k=1.....9，P=P*T ；循环叠乘得出最终连通矩阵。 （3）对P 矩阵P ij 进行连续判断，若有P ij <=0，则该图不连通，跳出循环。 （4）重复上面操作1000次，累计连通图的次数n,得出连通率。 四、实验程序 （1）在不同节点数目n 情况下，用Matlab 拟合出连通率与通信半径的关系曲线。 rate_1 = zeros(1,100); r=0.01:0.01:1; for k=1:1:100 for number=1:1:1000 flag_overflow=1; x=rand(10,1);
y=rand(10,1); for num=1:1:10 for sec_num=1:1:10 if(sqrt((x(num)-x(sec_num))^2+(y(num)-y(sec_num))^2)
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