網(wǎng)絡(luò)層在各個跳數(shù)等級下的時延測試 - 移動多Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)

　　(1)測試目的：網(wǎng)絡(luò)層在各個跳數(shù)等級下的時延。

　　(2)測試方法：將多個節(jié)點依次排開(形成線型n(n>0)跳排放)，其中節(jié)點N1，Nn分別處于兩端，N1向Nn發(fā)送二個數(shù)據(jù)報文(P1，長度為20 B)，同時啟動定時器;Nn收到P1后，反饋一個數(shù)據(jù)報文(P2，長度為20 B)，N1收到P2后，停止定時器，讀取時間差τ。1次測試將發(fā)送1 000次P1，平均時延

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　　(3)測試跳數(shù)：1～5跳。

　　(4)測試次數(shù)：測試10次取平均值。

　　(5)測試數(shù)據(jù)分析：如圖3所示。

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　　(6)測試結(jié)果評估：1跳平均時延22.8ms，2跳平均時延49.2ms，3跳平均時延80ms，4跳平均時延102.6ms，5跳平均時延148.2ms。

　　4.3 移動Sink丟包率測試

　　(1)測試目的：Sink丟包率。

　　(2)測試方法：在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置1個數(shù)據(jù)源節(jié)點，并以該節(jié)點組建一個具有n(n>0)跳的網(wǎng)絡(luò)，同時在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置2個移動Sink節(jié)點(節(jié)點移動速率為1 m/s)，數(shù)據(jù)源節(jié)點發(fā)送0～999號1 000個連續(xù)數(shù)據(jù)包，通過網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點將數(shù)據(jù)源節(jié)點的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至移動Sink節(jié)點，移動Sink節(jié)點從與數(shù)據(jù)源節(jié)點相距1跳的位置逐漸遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)源節(jié)點，記錄Sink節(jié)點在不同跳數(shù)下丟掉的包序號個數(shù)。為了保證測試環(huán)境與實際應(yīng)用環(huán)境相一致，在測試過程中，測試環(huán)境為室內(nèi)有阻擋環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)中沒有布設(shè)冗余節(jié)點，并且安排測試人員在測試環(huán)境中穿行，增加測試環(huán)境的復(fù)雜度。

　　(3)測試跳數(shù)：1～5跳。

　　(4)測試次數(shù)：測試10次取平均值。

　　(5)測試數(shù)據(jù)分析：如圖4所示。

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　　(6)測試結(jié)果評估：由于功率比較小(-25dBm，采用2.4GHz小功率時對障礙物的穿透能量弱)，測試過程中環(huán)境較為復(fù)雜、環(huán)境干擾較大，以及網(wǎng)絡(luò)沒有布設(shè)冗余節(jié)點，因此丟包比較嚴(yán)重，平均丟包率為5.5%。三跳測試時，有人剛好擋在數(shù)據(jù)源節(jié)點和Sink節(jié)點之間，因此，三跳測試的丟包率最高。

　　6 結(jié)語

　　本文面向軍事防御、災(zāi)害監(jiān)測與救援等危險/惡劣應(yīng)用環(huán)境的共性特點，設(shè)計并構(gòu)建了移動多Sink無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)便攜式移動指揮、事件定位、環(huán)境信息感知、移動用戶生命監(jiān)護(hù)、多模式交互(語音、圖像、文字等)等5大功能。實驗測試結(jié)果表明，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在2個移動Sink節(jié)點時，網(wǎng)絡(luò)平均延時小于100 ms，網(wǎng)絡(luò)丟包率小于6%，可滿足對于網(wǎng)絡(luò)實時性要求不高的應(yīng)用。