[发明专利]一种基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统

说明书

本发明提供一种基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统，属于网络可视化仿真技术领域，基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统包括网络拓扑参数输入模块、网络仿真参数输入模块、Bellhop仿真信道设置模块、Otcl脚本自动生成模块、Nam仿真回放模块、网络性能可视化模块以及文件存储模块。通过设计开发水声传感器网络仿真系统，支持水下传感器网络相关技术的仿真验证与分析，为水声传感器网络的科学研究成果提供实验室阶段的评估验证，提高了水下传感器网络相关技术的研究效率，减少了实际水下网络测试的次数，进而节约了水下网络的研究成本。

本申请是名为《一种基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统》的专利申请的分案申请，原申请的申请日为2019年04月08日，申请号为201910274873.4。

技术领域

本发明涉及网络可视化仿真领域，特别是涉及一种基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统。

背景技术

由于水下传感器网络规模巨大，对实验条件要求较高，且构建真实的水下网络需要很高的成本，因此完全通过物理实验评估各种协议的性能是不现实的，仿真实验以其低成本特性成为评估水下传感器网络新协议性能的重要手段。但是，目前的模拟器大多基于数学建模，对真实环境进行了大量简化，理论分析的可信度不高，为了填补仿真模拟与真实应用的差距，网络测试平台的概念应运而生。网络平台在实际的应用过程中评估协议性能，较为全面的考虑了影响网络状态的各种实际因素，大大消除了理论误差。构建网络模型作为设计仿真平台的基础性环节，对于水下传感器网络的发展有着十分重要的推动作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统，通过设计开发水声传感器网络仿真系统，支持水下传感器网络相关技术的仿真验证与分析，为水声传感器网络的科学研究成果提供实验室阶段的评估验证。解决水声传感器网络组建硬件设备需求量大，建立周期长，人力财力资源耗费大，实际组网测试困难的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于Linux的水下传感器网络可视化仿真系统，所述系统包括：

网络拓扑参数输入模块，用于接收用户输入的网络拓扑参数，确定水下传感器网络的具体位置信息；所述网络拓扑参数包括网络节点的经度、纬度和传感器网络处于水下的深度数据；

网络仿真参数输入模块，用于接收用户输入的网络仿真参数以及接收用户选择的通信协议；所述网络仿真参数包括网络中节点个数、数据包大小、启动时间、停止时间、发送功率、接收功率、最大传输间隔、发送频率、通信带宽、比特率、发送周期、seed个数以及Trace文件的存储路径；

Bellhop仿真信道设置模块，用于设置仿真网络的信道参数；所述信道参数包括信道频率、ssp插值、声源个数、垂直方向接收机数量、水平方向接收机数量、换能开角以及声线条数；

Otcl脚本自动生成模块，分别与所述网络拓扑参数输入模块、所述网络仿真参数输入模块及所述Bellhop仿真信道设置模块连接，用于根据所述网络拓扑参数、所述网络仿真参数以及所述信道参数，自动生成Otcl脚本文件，并通过Otcl脚本文件调用NS-2结合Bellhop信道仿真器进行水下传感器网络的仿真，生成Trace文件和Nam文件；

Nam仿真回放模块，与所述Otcl脚本自动生成模块连接，用于对Trace文件进行分析，将仿真过程中节点间数据传输情况和移动节点运动轨迹以动画的情况进行回放。

网络性能可视化模块，与所述Otcl脚本自动生成模块连接，用于处理Trace文件中的数据，从而对网络仿真过程中的性能参数进行分析，并以图表的形式显示出来；所述性能参数包括吞吐量、发包数、收包数、误包率和传输延时信息；

文件存储模块，用于存储网络仿真过程中的节点移动数据、数据包传输数据和网络性能参数数据。