Архитектура среды Nettopo

NetTopo software environment

В ходе решения рядовых задач в области беспроводных сенсорных сетей, приходится сталкиваться с проблемой визуализации. Создание реальных проектов ограничено бюджетом. Существуют тестовые беспроводные сенсорные сети, которые позволяют создать проект масштабом и точностью соответствующий реальным разработкам. Для подобного рода задач, в зависимости от специфики и сложности, существуют различные симуляторы.

Речь пойдет о симуляторе беспроводных сенсорных сетей NetTopo. Он включает в себя визуализацию и моделирование, позволяет просматривать топологию сети, производить манипуляции над выбранными узлами сети. Основная идея создания этого симулятора – упрощенное исследование различных алгоритмов беспроводных сенсорных сетей. Помимо моделирования возможно изменение протоколов и ведение статистики.

NetTopo состоит из функций моделирования и визуализации. Эти две функции нужны для взаимодействия друг с другом и доступа некоторых общих ресурсов. Базовая архитектура показана на рисунке 1.

рис1. - NetTopo Архитектура.

Главное управление и утилита - это два компонента участвующих во всех слоях. Главное управление - это ядро, работающее в качестве координатора, отвечающего за взаимодействия других компонентов. Его можно рассматривать как соединительное устройство между входными и выходными интерфейсами других компонентов и позволяет им работать плавно.

Утилита предоставляет некоторые базовые услуги, например, исключения приложений, проверка формата, номер трансформации.

Диспетчер файлов предназначен для сохранения данных, например, регистрация информации о времени выполнения, запись статистических данных, ведение ссылок на виртуальные узлы датчиков и т. д.

Информация логов и статистические результаты записываются в символьный поток . Ссылки на виртуальные узлы датчиков хранятся как последовательный формат для легкого восстановления и повторного использования. Все эти ссылки инкапсулированы в Virtual WSN, которые работает как репозиторий узлов, а также объявляет интерфейс, позволяющий добавлять другие компоненты, новые виртуальные узлы, удалять определенные узлы, извлекать те же типы узлов и их дочерние элементы и т. д.

Компоненты узла, топологии и алгоритма разработанные как очень расширяемые модули, которые могут рассматриваться как плагины. Узел представляет собой виртуальный датчик. Виртуальный сенсорный датчик не имеет постоянных свойств или структур. Сенсоры датчиков могут иметь различные чувствительные атрибуты: температура, влажность, давление и т. д. Чтобы пользователи могли создавать свои собственные виртуальные сенсорные датчики, абстрактный интерфейс назван VNode, он определяет несколько базовых методов представляющих действия реального сенсорного узла. Любой пользователь владеющий узлом, который хочет работать на симуляторе, должен реализовать интерфейс VNode. Топология, которая будет развернута в Virtual WSN может быть различной формы (линии, круг, треугольник). Пользователи могут внедрять любые необходимые топологии сети. Алгоритм может быть разным: маршрутизация, контролирование алгоритма и т. д.

Графический интерфейс пользователя (GUI) состоит из трех основных компонентов: холст дисплея (в левом верхнем углу), который можно перетащить в случае просмотра WSN большого масштаба, вкладку свойств, для отображения свойств узла (в верхнем правом углу) и консоль отображения для регистрации и отладки информации.

Симулятор и визуализатор представляют собой функцию высокого уровня в NetTopo. Структурная разница между этими двумя компонентами является то, что симулятор является встроенный NetTopo, а визуализатор загружается как плагин. Это связано с тем, что различные интерфейсы доступа (обертки) необходимы для разных устройств, например. HTTP-соединение используется для получения потоков изображения от беспроводной камеры и сокет соединение используется для получения данных датчика сенсора. Общие компоненты, которые все они используют, включают: Virtual WSN, Painter, Node, Configuration и GUI. Использование этих общих ресурсов иногда может вызвать проблему синхронизации, например, когда симулятор и компоненты визуализатора должны добавить новый сенсорный в графическом холсте.

Analyzing the Correctness of Geographic Face Routing

"Экономика и социум" №9(40) 2017