導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1　WSDM標(biāo)準(zhǔn)

面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)將應(yīng)用程序的不同功能單元包裝成“服務(wù)(Service)”，通過(guò)這些服務(wù)之間定義良好的接口和協(xié)議聯(lián)系起來(lái)。接口采用中立的方式定義，獨(dú)立于具體實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言，使得構(gòu)建在各種這樣系統(tǒng)中的服務(wù)可以使用統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行通信。這種具有中立接口定義的特征稱為服務(wù)之間的松耦合。面向服務(wù)架構(gòu)是一種軟件體系結(jié)構(gòu)的思想，它需要依賴具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。本文采用Web服務(wù)分布式管理(WSDM)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支持面向服務(wù)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。

為了解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下管理系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)同工作以及管理集成問(wèn)題，OASIS組織在IBM、HP、CA等著名公司的大力支持下，于2005年3月推出了Web服務(wù)分布式管理(Web services distributed manage-ment，WSDM)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)Web Service管理提供標(biāo)準(zhǔn)化的支持，通過(guò)使用Web Service來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同平臺(tái)的管理。

WSDM是一個(gè)用于描述特定設(shè)備、應(yīng)用程序或者組件的管理信息和功能的標(biāo)準(zhǔn)。所有描述都是通過(guò)Web服務(wù)描述語(yǔ)言進(jìn)行的。WSDM標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是由兩個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)組成的，WSDM-MUWS標(biāo)準(zhǔn)以及WS-DM-MOWS標(biāo)準(zhǔn)。

圖1是WSDM的工作模式，可管理用戶發(fā)現(xiàn)這個(gè)Web Service端點(diǎn)，然后，通過(guò)與端點(diǎn)交換消息，從而獲取信息、定制事件以及控制與端點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的可管理資源。WSDM規(guī)范側(cè)重于提供對(duì)可管理資源的訪問(wèn)。管理是資源的一個(gè)可能具有的特性，可管理資源的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)Web Service端點(diǎn)提供一組管理功能。WSDM架構(gòu)不限制可管理資源的實(shí)現(xiàn)策略，實(shí)現(xiàn)方式包括直接訪問(wèn)資源、用非方法、用管理等，實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)于管理消費(fèi)者來(lái)說(shuō)都是透明的。

WSDM作為一種功能強(qiáng)大的分布式系統(tǒng)集成解決方案，其主要特點(diǎn)如下：

(1)面向資源。WSDM的關(guān)注點(diǎn)是資源，因?yàn)橐粋€(gè)資源就代表了多個(gè)Web服務(wù)，因此在該標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)資源屬性和功能的詳細(xì)描述顯得尤為重要。為此，WSDM采用了專門的Web標(biāo)準(zhǔn)(如WS-Resource)對(duì)資源相關(guān)信息進(jìn)行定義。

(2)實(shí)現(xiàn)分離。由于采用與實(shí)現(xiàn)操作無(wú)關(guān)的WSDL語(yǔ)言定義接口，使得接口與服務(wù)實(shí)現(xiàn)了分離，所以無(wú)論Web服務(wù)其內(nèi)在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)如何改變都不會(huì)對(duì)客戶端的操作方式有任何影響。這樣做不但較好地封裝了管理方法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)已有資源的重用。

(3)服務(wù)的可組合性。WSDM能隨著應(yīng)用環(huán)境規(guī)模的變化而變化，首先，WSDM標(biāo)準(zhǔn)的自身實(shí)現(xiàn)只需定義較少的屬性和操作，使得其在小規(guī)模的系統(tǒng)中可以得到穩(wěn)定的應(yīng)用：其次，對(duì)于大規(guī)模應(yīng)用環(huán)境而言，WSDM可以隨著應(yīng)用需求的變化靈活地添加某些服務(wù)。從而在使用者和部署人員之間起很好的協(xié)調(diào)作用。

(4)模型的兼容性。主要表現(xiàn)在WSDM能描述和封裝任何資源模型(如cIM、SM-NP、SID等)，并為其提供相應(yīng)的Web服務(wù)接口。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

網(wǎng)絡(luò)流量采集使用了三種技術(shù)：

(1)基于網(wǎng)管設(shè)備MIB的SNMP模式；

(2)基于網(wǎng)絡(luò)探針技術(shù)的IP流量數(shù)據(jù)捕獲模式；

(3)基于NetFlow技術(shù)的數(shù)據(jù)流捕獲模式。

針對(duì)基于SNMP模式，實(shí)現(xiàn)基于WSDM的SNMP網(wǎng)關(guān)，通過(guò)該網(wǎng)關(guān)收集SNMP設(shè)備上的MIB信息；針對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)探針技術(shù)模式，可實(shí)現(xiàn)基于WSDM的網(wǎng)絡(luò)探針?lè)?wù)；針對(duì)基于NetFlow技術(shù)模式，流量數(shù)據(jù)是通過(guò)NetFlow的主動(dòng)式數(shù)據(jù)推送機(jī)制獲得的，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的NetFlow是通過(guò)規(guī)范的報(bào)文格式將流量數(shù)據(jù)送往指定主機(jī)，WSDM服務(wù)提供了接收和傳輸NetFlow流量數(shù)據(jù)的功能。

2.1　系統(tǒng)架構(gòu)

流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可劃分為三個(gè)層次，即資源層、管理服務(wù)層、展示層，如圖2所示。

(1)資源層

資源層由提供流量采集服務(wù)的分布式流量采集器(WSDM Agent)組成，它們通過(guò)調(diào)用管理服務(wù)層的WSDM Agent注冊(cè)服務(wù)實(shí)行自主注冊(cè)，具備向管理服務(wù)層主動(dòng)匯報(bào)、自主管理和主動(dòng)服務(wù)等功能。

(2)管理服務(wù)層

管理服務(wù)層包括應(yīng)用組件、服務(wù)組件、管理平臺(tái)以及數(shù)據(jù)庫(kù)。其中應(yīng)用組件是對(duì)展示層提供支持的各種

管理服務(wù)，包括策略管理模塊、WSDM Agent管理模塊、流量數(shù)據(jù)管理模塊以及流量分析模塊等系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的模塊。服務(wù)組件是對(duì)資源層的各種WSDMAgent資源的支持，包括安全審計(jì)、日志服務(wù)、異常服務(wù)、自主管理等，主要是管理服務(wù)器自主實(shí)現(xiàn)的一些功能。數(shù)據(jù)庫(kù)部分是應(yīng)用組件中各模塊對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。中間層的管理平臺(tái)是管理服務(wù)層的核心，是對(duì)應(yīng)用組件、服務(wù)組件以及數(shù)據(jù)庫(kù)的支持，包括Web服務(wù)、WSDM服務(wù)的引擎和API等。

(3)展示層

展示層實(shí)現(xiàn)流量狀態(tài)顯示?？梢詮牧髁繑?shù)據(jù)庫(kù)中取得所要查詢的網(wǎng)絡(luò)流量歷史信息，也可以調(diào)用管理服務(wù)層提供的服務(wù)觸發(fā)流量信息更新采集實(shí)時(shí)的流量數(shù)據(jù)，還可以通過(guò)服務(wù)將合法用戶的操作信息送到管理服務(wù)層。根據(jù)用戶需求采用圖形用戶界面將流量態(tài)勢(shì)分析的結(jié)果展示出來(lái)。可提供多種格式的流量報(bào)表。

2.2　流量分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

流量分析系統(tǒng)是整個(gè)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心。如圖3所示，該系統(tǒng)分為五個(gè)模塊：流量采集模塊、數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、流量分析模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理模塊。對(duì)照流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)，流量分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的這五個(gè)功能模塊分別位于總體架構(gòu)的各個(gè)層次。

位于資源層中的流量采集模塊和數(shù)據(jù)接收模塊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)采集，構(gòu)成流量采集器；然后由數(shù)據(jù)傳輸模塊將流量采集器采集到的原始流量數(shù)據(jù)傳送到管理服務(wù)層；由流量分析模塊對(duì)這些分布式的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行全網(wǎng)絡(luò)的OD流的計(jì)算，之后對(duì)OD流進(jìn)行進(jìn)一步地統(tǒng)計(jì)和分析判定。提供包括確定網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵鏈路、瓶頸節(jié)點(diǎn)，識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的大象流及判定異常流等功能，并將得到的這些分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果保存至流量數(shù)據(jù)庫(kù)；流量數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理模塊進(jìn)行維護(hù)，該模塊設(shè)計(jì)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)流量和歷史流量數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果數(shù)據(jù)，由流量數(shù)據(jù)管理模塊將資源層發(fā)送上來(lái)的經(jīng)過(guò)預(yù)處理的原始流量數(shù)據(jù)保存至該模塊設(shè)計(jì)的原始流量數(shù)據(jù)當(dāng)中。

篇2

關(guān)鍵詞：蜜罐原理 開源軟件 網(wǎng)絡(luò)攻擊源

中圖分類號(hào)： TP393.08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016） 04（c）-0000-00

一、引言

近年來(lái)隨著社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)變得發(fā)達(dá)，人們之間的溝通變得方便了許多。而隨之而來(lái)的就是網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題，其影響足以引發(fā)每個(gè)人的關(guān)注。本文將圍繞網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊源進(jìn)行有針對(duì)性的信息搜集和監(jiān)測(cè)。

本文針對(duì)網(wǎng)路攻擊源主要對(duì)其攻擊行為進(jìn)行搜集和監(jiān)測(cè)工作，包括仿冒低安全性的主機(jī)并搜集監(jiān)測(cè)攻擊者的登錄信息（攻擊時(shí)間，攻擊者IP，攻擊者輸入的用戶名、密碼等）和攻擊行為[1]。

二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)根據(jù)攻擊者的攻擊行為在Linux系統(tǒng)上制定了一系列的監(jiān)測(cè)防御措施，采用Linux Shell，php，curl，python等腳本語(yǔ)言對(duì)總系統(tǒng)進(jìn)行編寫。

此系統(tǒng)總共分為兩部分：監(jiān)測(cè)搜集信息部分和信息處理部分。監(jiān)測(cè)搜集信息部分旨在將含有攻擊行為的舉動(dòng)進(jìn)行搜集，并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)其舉動(dòng)，達(dá)到未受到攻擊先進(jìn)行預(yù)防的目的。信息處理部分將會(huì)對(duì)搜集的攻擊信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并能夠?qū)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分組排序，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，最終呈現(xiàn)在客戶端， 清晰明了，簡(jiǎn)單實(shí)用[2]。

三、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用范圍

此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)有攻擊行為的攻擊源進(jìn)行搜集和監(jiān)測(cè)。其功能能夠搜集攻擊源的攻擊時(shí)間，攻擊IP，記錄攻擊者輸入的用戶名，密碼，最終能夠?qū)@些搜集的信息以某種媒體的方式呈現(xiàn)出來(lái)。

四、系統(tǒng)流程

下面是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總的流程：

搜集攻擊源信息-遠(yuǎn)程上傳至中心服務(wù)器-分析攻擊源信息-中心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理-中心數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)-攻擊源監(jiān)測(cè)客戶端呈現(xiàn)。

五、信息搜集服務(wù)器工作原理

信息搜集服務(wù)器為分散在各地的子服務(wù)器，專門用來(lái)搜集具有攻擊行為的攻擊源。

其中中心處理服務(wù)器將負(fù)責(zé)收集由各地子服務(wù)器上傳上來(lái)的攻擊信息，進(jìn)行選取實(shí)時(shí)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。

六、基于蜜罐原理的信息搜集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.蜜罐技術(shù)的發(fā)展背景

網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)的核心問(wèn)題是對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的防護(hù)，而蜜罐技術(shù)可以采取主動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行防護(hù)。顧名思義，就是用特有的特征吸引攻擊者，同時(shí)對(duì)攻擊者的各種攻擊行為進(jìn)行分析并找到有效的對(duì)付辦法 [3]。

2.kojoney開源軟件介紹

Kojoney是一套仿SSH 服務(wù)器的低階互動(dòng)式誘補(bǔ)系統(tǒng)。本軟件是以Python 所寫的daemon，使用Twisted Conch 函數(shù)庫(kù)。

3.文件上傳部分的設(shè)計(jì)

上傳部分代碼主要分為兩部分：upload.sh和upload.php。

upload.sh負(fù)責(zé)在子服務(wù)器上將含有攻擊信息的文本文件attacklist.txt上傳到中心處理服務(wù)器，upload.php負(fù)責(zé)將上傳上來(lái)的文件轉(zhuǎn)移到其他的目錄下，等待中心服務(wù)器來(lái)進(jìn)行處理。

以下為upload.sh主要代碼：

#To upload file to remote service

curl -F userfile=@attacklist.txt -F username=$usr -F password=$pass $URL

下面介紹upload.php主要流程和代碼：

upload.php流程分兩部分：數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證部分和文件轉(zhuǎn)移部分。

下面是upload.php的主要代碼：

//put the file where we like it

$upfile ='/uploads/'.$_FILES['userfile']['name']；

4.數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)部分的設(shè)計(jì)

將攻擊信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)shell腳本將attacklist.txt中的攻擊信息錄入到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，其關(guān)鍵代碼為：

INSERT INTO info（datetime，ip，user，pass） VALUES（'$J'，'$K'，'$L'，'$M'）

以下為mysql_in.sh中主要循環(huán)遍歷的代碼：

for J in ${datetime[@]}

do

mysql -uroot -proot -e "INSERT INTO info（datetime，ip，user，pass） VALUES（'$J'，'$K'，'$L'，'$M'）" attack[18]

done

5.數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)

需要有一定的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)命令經(jīng)驗(yàn)，選取相對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分組并降序排序，取前10位記錄量最多的元素進(jìn)行顯示，其中主要MySQL代碼為：

select pass，count（pass） as count from info group by pass order by count desc limit 0，10

select user，count（user） as count from info group by user order by count desc limit 0，10

以下為mysql_count.sh的主要代碼：

mysql -uroot -proot -e "select pass，count（pass） as count from info group by pass order by count desc limit 0，10；" attack | grep -v count > pass

mysql_in.sh負(fù)責(zé)將上傳上來(lái)的攻擊信息逐條錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，mysql_count.sh負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)庫(kù)中錄入的攻擊信息進(jìn)行分組排序，實(shí)時(shí)匯總。

七、信息部分的設(shè)計(jì)

平臺(tái)是以Javascript+flash結(jié)合，通過(guò)對(duì)含有攻擊信息的xml文件或文本文件進(jìn)行讀取，將信息以餅狀圖或云圖的形式實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。本人通過(guò)編寫腳本將密碼，用戶名，攻擊IP記錄量最多的前10位的記錄載入平臺(tái)的攻擊信息記錄文本文件中，最后形成了數(shù)據(jù)庫(kù)信息與平臺(tái)的交互過(guò)程。

以下是數(shù)據(jù)庫(kù)中攻擊信息傳遞給餅狀圖過(guò)程的主要代碼：

echo "" > "$pass_file"

cat pass | sed -e 's/＼t/">/g' | sed 's@^@

echo "" >> "$pass_file"

本部分利用javascript+flash的餅狀圖結(jié)合自己編寫的程序，將數(shù)據(jù)庫(kù)中統(tǒng)計(jì)的攻擊信息傳遞給餅狀圖程序，使其能夠形象直觀的顯示出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

1. 王登第， 柴喬林， 孫翔飛. 新的傳感器網(wǎng)絡(luò)假冒攻擊源檢測(cè)方案[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用， 2010， 08： 65-70.

篇3

關(guān)鍵詞：SNMP 性能監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)分析

1 概述

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，異構(gòu)性也越來(lái)越強(qiáng)，使得網(wǎng)絡(luò)管理成為網(wǎng)絡(luò)能否正常、高效運(yùn)行的重中之重。如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的及時(shí)管理，綜合全網(wǎng)的各種因素自動(dòng)進(jìn)行有效及時(shí)的反映，變得格外重要。性能管理作為網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的重要功能之一，不僅可用來(lái)幫助網(wǎng)絡(luò)管理者實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行情況，使其正常發(fā)揮，保障系統(tǒng)的平穩(wěn)、有效運(yùn)行，還可幫助管理者解決網(wǎng)絡(luò)存在的各種問(wèn)題，如響應(yīng)時(shí)間較慢等。

2 SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模型

SNMP全稱是簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，它首先被提出是為解決Internet上的路由器管理問(wèn)題的，但實(shí)際上到目前為止，SNMP已成為應(yīng)用最廣泛的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)管理框架，成為真正意義上的IP網(wǎng)絡(luò)管理的國(guó)際性管理標(biāo)準(zhǔn)。SNMP是一系列協(xié)議組和規(guī)范，它們提供了一種從網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備中收集網(wǎng)絡(luò)管理信息的方法。SNMP也為設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)管理工作站報(bào)告問(wèn)題和錯(cuò)誤提供了一種方法。

SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要由四部分構(gòu)成：管理站、管理、管理信息庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。①管理站（Manager）一般是指網(wǎng)絡(luò)中的工作站或服務(wù)器，負(fù)責(zé)安裝網(wǎng)絡(luò)軟件；②駐留在被管理設(shè)備上的一個(gè)模塊就是管理（Agent），基本上每一個(gè)支持SNMP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備里都有一個(gè)管理，它能夠把網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種情況真實(shí)的記錄下來(lái)，并且網(wǎng)絡(luò)管理程序能夠?qū)@些信息進(jìn)行查詢或者修改處理，一旦發(fā)現(xiàn)不支持SNMP協(xié)議的設(shè)備，可以及時(shí)的開發(fā)委托（prosy agent）來(lái)支持SNMP協(xié)議。SNMP協(xié)議是管理和管理站之間進(jìn)行通信的橋梁。管理站會(huì)周期性的向各個(gè)設(shè)備的管理發(fā)送有關(guān)管理信息，通過(guò)這些管理信息判斷各個(gè)設(shè)備是否處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備不是處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)該及時(shí)的使用Trap信息的報(bào)文主動(dòng)向管理者發(fā)送陷阱消息，匯報(bào)出現(xiàn)的異常事件。③管理信息庫(kù)（MIB）是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，它代表了某個(gè)設(shè)備或服務(wù)的一套可管理對(duì)象。MIB在每一臺(tái)SNMP管理的主機(jī)上都有，主機(jī)上的可管理對(duì)象就是由它來(lái)描述的。必須用精確的組織結(jié)構(gòu)來(lái)定義全部的MIB，只有這樣其他在和SNMP管理器連接時(shí)，才能準(zhǔn)確的知道MIB中的信息是怎樣組織起來(lái)的。④SNMP網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議主要有以下三個(gè)功能：a取值（Get）能使網(wǎng)絡(luò)管理站從被管設(shè)備的處獲得相應(yīng)對(duì)象的值；b設(shè)置值（Set）能使網(wǎng)絡(luò)管理站在被管設(shè)備的上設(shè)置相應(yīng)對(duì)象的值；c當(dāng)管理信息庫(kù)MIB的值有重大變化或其他重要事件發(fā)生時(shí)，告警信息（Trap）能使被管設(shè)備的能夠通知管理站、端（Agent）。

3 基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模型

根據(jù)上面對(duì)SNMP網(wǎng)絡(luò)管理模型的分析，設(shè)計(jì)了一種性能監(jiān)測(cè)模塊的基本結(jié)構(gòu)，該性能監(jiān)測(cè)模塊主要包括性能數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析和告警管理四個(gè)部分，如圖1所示。

4 基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)是使用SNMP++軟件包來(lái)實(shí)現(xiàn)SNMP協(xié)議操作的。SNMP++是HP公司開發(fā)的軟件，該公司公開了SNMP++程序的源代碼，讓喜歡SNMP的用戶可以免費(fèi)使用。我們使用SNMP協(xié)議在Window平臺(tái)上做開發(fā)應(yīng)用，通過(guò)SNMP協(xié)議獲取管理信息，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)控。因此，SNMP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。通過(guò)SNMP++軟件包來(lái)實(shí)現(xiàn)SNMP協(xié)議的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)SNMP網(wǎng)絡(luò)管理的基本功能。

4.1 性能數(shù)據(jù)的采集 性能數(shù)據(jù)的采集方式有只輪詢（polling-only）和基于中斷（interrupt-based）的方法兩種。

只輪詢（polling-only）的方法：管理站通過(guò)輪詢機(jī)制，定時(shí)向駐留在被管對(duì)象中的發(fā)送報(bào)文請(qǐng)求；對(duì)請(qǐng)求者進(jìn)行身份驗(yàn)證，提取信息向請(qǐng)求者回送響應(yīng)報(bào)文；管理站通過(guò)返回的報(bào)文取得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種狀態(tài)信息，采集的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以根據(jù)需要同時(shí)發(fā)往控制臺(tái)。用于分析統(tǒng)計(jì)的性能參數(shù)主要采用該機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。應(yīng)提到的是，只輪詢方法在數(shù)據(jù)采集時(shí)的時(shí)間間隔要設(shè)置在一個(gè)合理的范圍，時(shí)間間隔過(guò)短會(huì)占用過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)資源。

基于中斷（interrupt-based）的方法：通過(guò)對(duì)關(guān)鍵事件的預(yù)定義，Agen在這些事件發(fā)生時(shí)，向管理者發(fā)送Trap報(bào)文。事件驅(qū)動(dòng)對(duì)監(jiān)視狀態(tài)變化不很頻繁的對(duì)象時(shí)用處很大，當(dāng)有異常事件發(fā)生時(shí)，基于中斷的方法可以立即通知網(wǎng)絡(luò)管理工作站。

4.2 數(shù)據(jù)分析 為了把網(wǎng)絡(luò)性能的狀況和網(wǎng)絡(luò)中存在的性能問(wèn)題反映出來(lái)，在統(tǒng)計(jì)性能數(shù)據(jù)的時(shí)候可以用數(shù)值表或者曲線圖的方式表現(xiàn)出來(lái)。

利用率可以反映信道的利用程度，換句話說(shuō)，利用率高可以表明信道資源被利用的很充分，但是如果利用率過(guò)高，可能說(shuō)明信道存在著一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行升級(jí)。

丟包是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，丟包率是指丟包數(shù)據(jù)占總傳輸數(shù)據(jù)的百分比。長(zhǎng)期的高丟包率說(shuō)明路由器沒(méi)有充分的資源來(lái)處理報(bào)文，應(yīng)考慮增大路由器的緩沖區(qū)，短期的持續(xù)高丟包率說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了擁塞。

差錯(cuò)率反映了出錯(cuò)報(bào)文所占總報(bào)文的百分比，差錯(cuò)率過(guò)大說(shuō)明信道的傳輸質(zhì)量差。

吞吐量表示在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或信道、接口）的數(shù)據(jù)量。

當(dāng)系統(tǒng)采集到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的MIB對(duì)象值之后，需對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的加工處理，才能得到所需的信息。

以下給出網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)部分關(guān)鍵性能參數(shù)的計(jì)算公式，部分性能參數(shù)分為輸入和輸出兩種情況。

線路利用率=接口利用率=（（ifInOctets+ifOut

Octets）*8）/（T*ifSpeed）*100%

丟包率（入）=ifInDiscards/T*100%

丟包率（出）=ifOutDiscards/T*100%

差錯(cuò)率（入）=ifInErrors/T*100%

差錯(cuò)率（出）=ifOutErrors/T*100%

吞吐量（入）= （ifInOctets）/T

吞吐量（出）= （ifoutOctets）/T

以上公式中T=ifInUcastPkts+ifInNUcastPkts表示查詢頻率，表示某對(duì)象在一個(gè)查詢周期內(nèi)的變化值。

其中各數(shù)據(jù)對(duì)象表示的含義如下：①ifInOctets 表示接口流入字節(jié)數(shù)；②ifOutOctets表示接口流出字節(jié)數(shù)；③ifSpeed 表示接口的帶寬；④IfInDiscards表示接口丟棄輸入包數(shù)；⑤ifOutDiscards表示接口丟棄輸出包數(shù)；⑥ifInErrors 表示包含錯(cuò)誤的輸入包數(shù)；⑦ifOutErrors 表示由于包含錯(cuò)誤而不能傳輸?shù)妮敵霭鼣?shù)；⑧ifInUcastPkts表示發(fā)往高層協(xié)議的單播包數(shù)；⑨ifOutNUcastPkts 表示高層協(xié)議請(qǐng)求的非單播包數(shù)。

4.3 告警管理 告警功能的實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，首先將主要的網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)置一個(gè)特定的閾值，當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中該數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)應(yīng)的閾值相比較時(shí)，一旦超出，性能管理工具就會(huì)向網(wǎng)絡(luò)管理員提交警告報(bào)告或調(diào)用相應(yīng)的默認(rèn)處理過(guò)程。告警功能的應(yīng)用即閾值的設(shè)置使網(wǎng)絡(luò)管理員能夠在一個(gè)問(wèn)題影響網(wǎng)絡(luò)性能之前就找出并處理它。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)性能管理模式是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)于這一個(gè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，我們還應(yīng)不斷努力研究，以完善基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不斷提高網(wǎng)絡(luò)安全管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗紅賓.校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技信息，2009-04-25.

篇4

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)化；環(huán)境輻射；監(jiān)測(cè)；核能；應(yīng)用

Abstract: the development and use of nuclear energy to change China's energy structure, nuclear power as a clean energy, a key role on the power shortage in eastern coastal areas of China's electricity production, nuclear power development has important strategic significance for China's economic development. With the development of nuclear technology, nuclear safety has become a widespread concern, in the history of nuclear power development, because do not have control and protect the nuclear energy, causing serious harm to society, such as the Soviet Union Chernobyl nuclear power leakage in the nearly hundred years of ecological destructive effects of local. Environmental radiation monitoring plays an important role in the safe operation of nuclear power facilities, is an important link in the process of nuclear power.

Keywords: network; environmental radiation; monitoring; nuclear energy; application

中圖分類號(hào)：X8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2013）00-0000-00

核能科學(xué)技術(shù)給人來(lái)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益同時(shí)，也時(shí)刻存在著核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，在核能技術(shù)應(yīng)用的幾十年內(nèi)，世界各國(guó)出現(xiàn)了核事故、核恐怖給當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)發(fā)展和人民健康造成了巨大的損失，甚至一些大型核泄漏事件對(duì)泄漏區(qū)域造成毀滅性災(zāi)難。網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是核能使用中的重要工具，通過(guò)有效的核輻射監(jiān)測(cè)可以對(duì)核泄漏起到應(yīng)急保障的作用，對(duì)于核泄漏的防護(hù)以及核泄漏救援工作提供了必要的科學(xué)依據(jù)，網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)信息構(gòu)架，利用最新通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、3G/4G網(wǎng)絡(luò)終端傳輸技術(shù)以及GPS定位系統(tǒng)對(duì)核輻射情況進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)。

一、網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件部分是由傳感節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)和中心控制器組成，系統(tǒng)中傳感節(jié)點(diǎn)是由傳感探測(cè)器、傳感電路、數(shù)據(jù)處理器、分析轉(zhuǎn)換器和傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送模塊組成。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，傳感節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)域內(nèi)輻射情況進(jìn)行探測(cè)，將探測(cè)情況以數(shù)據(jù)形式傳遞給匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)自帶傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理，有專門的輻射監(jiān)測(cè)控制軟件對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼統(tǒng)計(jì)，通過(guò)打印、繪制等方式顯示輻射狀況。

圖1 傳感節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)

探測(cè)器通過(guò)γ射線對(duì)探測(cè)區(qū)域內(nèi)的輻射情況進(jìn)行掃描，探測(cè)器配備有G-M管電機(jī)脈沖信號(hào)輸出系統(tǒng)，輸出信號(hào)通過(guò)機(jī)芯外接電路進(jìn)行傳輸選擇，傳感節(jié)點(diǎn)在接到脈沖信號(hào)之后經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)電路對(duì)矩形脈沖信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。處理器終端采用單片機(jī)作為設(shè)備的控制中心，在環(huán)境輻射的探測(cè)過(guò)程中，根據(jù)計(jì)算機(jī)探測(cè)指令，控制終端會(huì)向傳感器發(fā)射電磁脈沖信號(hào)，探測(cè)節(jié)點(diǎn)開始運(yùn)行，探測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)也進(jìn)行相應(yīng)的傳輸?？刂破鞲鶕?jù)探測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳回對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行初步處理，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊將初步處理的數(shù)據(jù)以編碼形式發(fā)送至計(jì)算機(jī)輻射監(jiān)控軟件中。

二、環(huán)境輻射監(jiān)控的發(fā)展現(xiàn)狀

大型核電設(shè)備的核燃料后期處理過(guò)程必須考慮到核安全以及放射性排放物的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，因此對(duì)于放射性核廢料的管理必須通過(guò)有效的環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)進(jìn)行有效的控制。目前國(guó)內(nèi)外通過(guò)對(duì)幾次世界性的大規(guī)模核泄漏問(wèn)題進(jìn)行研究分析，充分認(rèn)識(shí)到核泄漏對(duì)于人類生存造成的巨大威脅，而國(guó)際上對(duì)于環(huán)境輻射的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)基本涵蓋在以下幾個(gè)方面：

1.核電設(shè)施以及核廢料排放釋放的γ射線輻射程度；

2.空氣中輻射物質(zhì)的含量監(jiān)測(cè)（氣體溶液、水汽、近海海水輻射物含量）；

3.水資源監(jiān)測(cè)（地表徑流、地下水、近海區(qū)域海水）；

4.核電設(shè)施附近的土壤，包括地表徑流河床底泥，探測(cè)土壤中的和物質(zhì)輻射情況；

5.粉塵顆粒物輻射含量監(jiān)測(cè)。

國(guó)際上環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是根據(jù)不同核電環(huán)境背景采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)物質(zhì)取樣分析的做法，針對(duì)土壤、水流因素對(duì)核電設(shè)施進(jìn)行全面的輻射分析。

三、網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

篇5

關(guān)鍵詞：GPRS網(wǎng)絡(luò)；水網(wǎng)監(jiān)控

中圖法分類號(hào):TP309文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào)：1009-3044(2007)16-31015-01

A Water Resource Supervise System Based On GPRS

Zhu Xiao-rong1，F(xiàn)ang Chen2

(1.Taizhou Water Conservancy Office, Taizhou 318000;2.SouthEast University, Nanjing 210096 )

Abstract:An automatic water conservancy supervise system based on GPRS has ability to receive data from remote area . Data counted by measure-meter can be sent to supervise center by wireless GPRS module . There is a server in the supervise center. The server can display and analyze the data from the meters. This system builds a bridge between remote meters and supervise center . This article describe the form of the remote meter-supervise system and put forward a way to realize the system.

Abstract:GPRS；water resource supervise

1 引言

隨著城市的擴(kuò)大、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常用水量的不斷增加，對(duì)水網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、傳輸、分析、存檔顯得越來(lái)越重要，可以為水網(wǎng)的調(diào)度提供參考。相對(duì)于監(jiān)控結(jié)點(diǎn)的急劇增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的人工抄表速度慢，實(shí)時(shí)性差，不能滿足現(xiàn)代化的水網(wǎng)管理要求。水網(wǎng)的監(jiān)控結(jié)點(diǎn)分布廣泛，使用有線的數(shù)據(jù)總線形式的監(jiān)控方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)實(shí)要求。近來(lái)GPRS網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)隨無(wú)線通訊事業(yè)的迅猛發(fā)展覆蓋了大小城市，GPRS(General Packet Radio Service)是一種基于無(wú)線數(shù)據(jù)分組交換的網(wǎng)絡(luò)。因此，GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò)通過(guò)移動(dòng)的服務(wù)器和Internet連在一起，這樣我們的數(shù)據(jù)就可以通過(guò)從“無(wú)”到“有”的隱形連接到達(dá)服務(wù)器。通過(guò)GPRS模塊可以使儀表和GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)合到一起，這就使遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控成為了可能。GPRS模塊可以將現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)街行姆?wù)器，再利用ifix制作的界面處理并顯示這些數(shù)據(jù)，并為監(jiān)控中心的服務(wù)器設(shè)計(jì)一個(gè)方便、美觀、且功能強(qiáng)大的界面。這就構(gòu)成了一個(gè)基于GPRS網(wǎng)絡(luò)和中心服務(wù)器的水網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2 方案

2.1 概述

GPRS目的是為GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS用于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸具有多方面的優(yōu)勢(shì)，一是接入范圍廣，可充分利用全國(guó)范圍的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，方便、快速、低成本地為用戶數(shù)據(jù)終端提供遠(yuǎn)程接入網(wǎng)絡(luò)的部署；二是傳輸速率高，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)57.6kbps，最高可達(dá)到171kbps，是常用有線56k Modem 理想速率的兩倍，下一代GPRS 業(yè)務(wù)的速度甚至可以達(dá)384kbps，完全可以滿足更多的應(yīng)用需求；三是接入時(shí)間短，GPRS 接入等待時(shí)間短，可快速建立連接，平均耗時(shí)為兩秒；四是提供實(shí)時(shí)在線功能，現(xiàn)在用GPRS MODEM上網(wǎng)，用戶將始終處于連線和在線狀態(tài)，這將使訪問(wèn)服務(wù)變得非常簡(jiǎn)單、快速；五是按流量計(jì)費(fèi)，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，將GPRS網(wǎng)絡(luò)用于傳輸水網(wǎng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)十分適合。

水網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可分為三大部分：前端采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理。前端數(shù)據(jù)采集主要由流量計(jì)完成。數(shù)據(jù)傳輸部分由無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端和Internet構(gòu)成。數(shù)據(jù)處理部分由組態(tài)軟件完成。以取水口實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)為例，取水口廣泛分布在浙江各個(gè)城市周邊的水庫(kù)，各個(gè)取水口距離遠(yuǎn)，需要對(duì)這些取水口的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，傳統(tǒng)的人工抄表、總線抄表的方法已不能滿足要求，而基于GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的水網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以滿足上述要求。

如圖（1），取水口的主管道上安裝電磁流量計(jì)，用于采集主管道的瞬時(shí)流量、總流量信息。電磁流量計(jì)通過(guò)485接口與GPRS模塊連接。GPRS模塊每隔3秒，從電磁流量計(jì)讀一次瞬時(shí)流量和總流量值，并定期將數(shù)據(jù)發(fā)送到省級(jí)和市級(jí)的水網(wǎng)監(jiān)測(cè)中心。

圖1 取水口無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

2.2 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端的硬件設(shè)計(jì)

基于GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的水網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)在于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端的設(shè)計(jì)，本無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端的硬件平臺(tái)基于SEP3203微控制器。SEP3203是由江大集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)的16/32 位RISC 微控制器，面向低成本手持設(shè)備和其它通用嵌入式設(shè)備應(yīng)用。存儲(chǔ)設(shè)備由一片8MB的SDRAM和一片2MB的FLASH組成。電源系統(tǒng)為5～48V寬壓輸入電源系統(tǒng)，其中標(biāo)準(zhǔn)電壓為12V輸入。12V電壓經(jīng)過(guò)LM2576芯片降壓到5V，5V電壓通過(guò)一組二極管降到4.2V(GPRS模塊的工作電壓)，同時(shí)又通過(guò)一個(gè)LM317芯片將5V電壓降到3V(微控制器的工作電壓)，3V電壓通過(guò)一個(gè)二極管得到2.5V電壓(微控制器內(nèi)核電壓)。兩個(gè)RS232接口分別連接工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的RS485接口和GPRS無(wú)線模塊。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端的硬件結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D(2)。

2.3 無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端的軟件設(shè)計(jì)

圖2 DTU硬件架構(gòu)示意圖

無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸終端的軟件設(shè)計(jì)包括驅(qū)動(dòng)程序的編寫、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的使用和基于嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序的編寫，其中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的使用是難點(diǎn)。

利用GPRS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸通道需要有協(xié)議棧的支持，GPRS終端與中國(guó)移動(dòng)公司服務(wù)器建立數(shù)據(jù)連接，必須利用PPP協(xié)議（Point-to-Point Protocol）與移動(dòng)服務(wù)器建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)連接。 PPP是為在同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包這樣的簡(jiǎn)單鏈路設(shè)計(jì)的鏈路層協(xié)議。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。設(shè)計(jì)目的主要是用來(lái)通過(guò)撥號(hào)或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)。

PPP協(xié)議中提供了一整套方案來(lái)解決鏈路建立、維護(hù)、拆除、上層協(xié)議協(xié)商、認(rèn)證等問(wèn)題，其包含3大部分：鏈路控制協(xié)議LCP（Link Control Protocol）；認(rèn)證協(xié)議，最常用的包括口令驗(yàn)證協(xié)議PAP（Password Authentication Protocol）和挑戰(zhàn)握手驗(yàn)證協(xié)議CHAP（Challenge-Handshake Authentication Protocol）；網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP（Network Control Protocol）。在GPRS終端設(shè)備與移動(dòng)服務(wù)器建立連接的過(guò)程中，LCP負(fù)責(zé)創(chuàng)建，維護(hù)或終止與服務(wù)器的物理連接；CHAP負(fù)責(zé)處理服務(wù)器的口令驗(yàn)證；NCP負(fù)責(zé)從服務(wù)器獲得一個(gè)IP地址，和兩個(gè)DNS域名服務(wù)器地址。 GPRS終端設(shè)備與移動(dòng)服務(wù)器的PPP協(xié)商的成功，標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連路層的建立，此后將移動(dòng)的服務(wù)器設(shè)為網(wǎng)關(guān)，可利用TCP/IP協(xié)議訪問(wèn)Internet或其他GPRS終端。這樣GPRS終端之間、GPRS終端和Internet之間的數(shù)據(jù)通道得以建立，數(shù)據(jù)即可在此通道上按需流動(dòng)。

2.4 基于ifix構(gòu)件服務(wù)器界面

ifix組態(tài)軟件內(nèi)嵌VBA，可以直接裝載VB的控件，所以對(duì)于熟識(shí)VB的開發(fā)人員，很容易上手。除了VB常用的控件外，ifix還有很多自帶的控件，比如圖表控件等，這使得建立方便、美觀、穩(wěn)定、且功能強(qiáng)大的交互界面輕松實(shí)現(xiàn)。服務(wù)器端軟件結(jié)構(gòu)見圖（3）。

圖3 服務(wù)器端軟件結(jié)構(gòu)圖

3 功效

基于GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的水網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于遠(yuǎn)程儀表監(jiān)測(cè)方案，相同的原理，用在城市公用事業(yè)則有助于氣網(wǎng)和水網(wǎng)的分析，偷水、漏水的調(diào)查；在其他工業(yè)控制領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用?？傊跓o(wú)線網(wǎng)絡(luò)的水網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以避免煩瑣的人工操作，使控制中心可以方便的取得、分析、處理監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Xavier Lagrange,Philippe Godlewski,Sami Tabbane.GSM網(wǎng)絡(luò)與GPRS[M]，電子工業(yè)出版社：顧肇基譯.2002

[2]杜春雷.ARM體系結(jié)構(gòu)與編程[M].清華大學(xué)出版社，2003

[3]東芯IV SEP3203F50用戶手冊(cè).南京博芯電子技術(shù)有限公司

篇6

[關(guān)鍵字]無(wú)線傳感器 網(wǎng)絡(luò) 地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

[中圖分類號(hào)] P315 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-3-204-1

1概述

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種新興的信息技術(shù)，是一種融入通信、計(jì)算機(jī)、微電子、傳感器、嵌入式、信息處理等技術(shù)的信息技術(shù)，是普適計(jì)算機(jī)的一種雛形，同時(shí)也是人類感官的一種延伸。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中心就是數(shù)據(jù)傳輸和交換，同時(shí)是一種自組織和分布式的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)來(lái)自于傳感網(wǎng)絡(luò)中的大量傳感器節(jié)點(diǎn)，在惡劣環(huán)境下，能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、協(xié)作感知和信息采集，并以無(wú)線的形式將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，最終通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送給到數(shù)據(jù)中心。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，比如空間探測(cè)、工農(nóng)業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事國(guó)防、智能家居、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、災(zāi)害預(yù)防等領(lǐng)域。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，可以給人們的工作生活帶來(lái)很大的幫助，能給人們提供最直接有效的真實(shí)信息，同時(shí)也為下一代網(wǎng)絡(luò)提供了全新的經(jīng)驗(yàn)。

地震監(jiān)測(cè)，指的是通過(guò)獲得地震發(fā)生時(shí)的震動(dòng)信號(hào)，通過(guò)有線或無(wú)線的媒介將獲取的監(jiān)測(cè)信息發(fā)送到監(jiān)控中心。有線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性較好，同時(shí)是重要信息的傳輸方式，但是有線網(wǎng)絡(luò)不能及時(shí)有效地對(duì)一些超出人力范圍的惡劣環(huán)境地區(qū)進(jìn)行有效的地震監(jiān)測(cè)，而且有線網(wǎng)絡(luò)在需要應(yīng)急的情況下一般都被破壞了，而不能將余震的監(jiān)測(cè)信息傳送到監(jiān)測(cè)中心。相比于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有“自組織、自愈合”的功能特點(diǎn)，因而可以適用于復(fù)雜多變的環(huán)境，各種有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法有效監(jiān)測(cè)到的地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)災(zāi)難的預(yù)警與救助有很重要的意義。

2無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)由許多隨機(jī)分布的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點(diǎn)采用的是自組織方式，其目的是能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、協(xié)作感知和信息采集，并以無(wú)線的形式將數(shù)據(jù)發(fā)送出去，最終通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送給到數(shù)據(jù)中心。對(duì)感知信息的感知、采集、處理和傳送是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能。感知數(shù)據(jù)是傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心，則不是網(wǎng)絡(luò)硬件。構(gòu)成無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的三要素：傳感器、感知對(duì)象、觀測(cè)者。

3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

3.1傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)一般由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和電源組成。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，主要是由四個(gè)部分組成，包括了A/D轉(zhuǎn)換和傳感器組成的數(shù)據(jù)采集模塊、存儲(chǔ)模塊和數(shù)據(jù)控制、無(wú)線通信模塊和能量供應(yīng)模塊。其中，數(shù)據(jù)采集模塊主要是對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息進(jìn)行采集和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，處理器模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)傳感器的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制操作，處理、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)自身傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)和由其他節(jié)點(diǎn)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，無(wú)線通信模塊主要是負(fù)責(zé)與其它傳感器節(jié)點(diǎn)或者基站進(jìn)行無(wú)線的通信、交流和交換控制信息，以及接收和轉(zhuǎn)發(fā)采集來(lái)的數(shù)據(jù)，能量供應(yīng)模塊主要是為傳感器節(jié)點(diǎn)提供正常工作所需的能量，能夠保證系統(tǒng)的正常有效的運(yùn)行，一般使用的是微型電池。無(wú)線傳感器的節(jié)點(diǎn)具有觀測(cè)半徑 和通信半徑 ，一般地， > 。

3.2 GPRS網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

GPRS網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)接收各個(gè)無(wú)線監(jiān)測(cè)電路發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息，進(jìn)行一定的處理后通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)測(cè)站，并且可以利用GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制指令進(jìn)行接收，繼而轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)無(wú)線監(jiān)測(cè)的節(jié)點(diǎn)。無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)站通常采用的是3.6V的高能電池進(jìn)行供電，同時(shí)還具有太陽(yáng)能自動(dòng)充電的功能，可進(jìn)行長(zhǎng)期的工作。

3.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建

CC2520無(wú)線收發(fā)模塊是采用的2.4GHz免授權(quán)ISM頻帶專用的第二代ZigBee/IEEE802.15.4無(wú)線射頻收發(fā)器，這款收發(fā)器可以支持幀處理、突發(fā)傳輸、數(shù)據(jù)緩沖、數(shù)據(jù)鑒權(quán)、數(shù)據(jù)加密、空閑頻道檢測(cè)、連接質(zhì)量指示以及幀定時(shí)信息等功能，從而達(dá)到降低了主控制器負(fù)載的目的。傳感器數(shù)據(jù)采集模塊的作用是進(jìn)行信號(hào)的接收和轉(zhuǎn)換；電源模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)的正常工作提供了能量；傳感器節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的基本單元，其承擔(dān)著計(jì)算、存儲(chǔ)、通信、傳感和執(zhí)行的任務(wù)。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件部分包括微功耗處理器模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電源等部分。

4系統(tǒng)的軟件部分

基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的地震監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分主要包括了數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)的收發(fā)與轉(zhuǎn)發(fā)、監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)管理、WEB瀏覽等幾部分，，系統(tǒng)的軟件主要分為節(jié)點(diǎn)軟件、監(jiān)控中心管理軟件、WEB瀏覽。節(jié)點(diǎn)軟件主要包括了數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)融合軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)據(jù)收發(fā)與轉(zhuǎn)發(fā)軟件；監(jiān)控中心管理軟件的作用是將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理、顯示和數(shù)據(jù)庫(kù)的存取等控制操作；遠(yuǎn)程WEB瀏覽的作用主要是利用遠(yuǎn)程的方式對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用并用來(lái)對(duì)監(jiān)控區(qū)域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

5結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，介紹了節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)，對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討，并提供了利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)地震監(jiān)測(cè)的一種思路。對(duì)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的地震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究和探討，對(duì)實(shí)現(xiàn)災(zāi)難的預(yù)警與救助有很重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]王雪編著.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng).2007.

[2]李善倉(cāng)，張克旺編著.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用.2008.

[3]（德）卡勒，維里西著；邱天爽等譯.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與體系結(jié)構(gòu). 2007.

篇7

關(guān)鍵詞：農(nóng)田環(huán)境參數(shù)；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；傳感器節(jié)點(diǎn)；實(shí)時(shí)監(jiān)控；ZigBee

中圖分類號(hào)：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439－8114（2012）15－3334-02

Design of Farmland Environmental Monitoring System Based on Wireless Sensor Network

YANG Fang

（School of Physics and Mechanical ＆ Electrical Engineering， Zunyi Normal College， Zunyi 563002， Guizhou， China）

Abstract： For farmland environmental conditions，monitoring was difficult，a farmland information monitoring system based on sensor wireless sensor networks was designed targeted the status of farmland environmental conditions． The system used sensor nodes to collect the farmland environmental parameters and send them to the control center for further analysis and processing by the ZigBee technology． Farm managers could precisely and intuitively control the key parameters in the process of crop planting and it has good practical value．

Key words： farmland environmental parameters； wireless sensor networks； sensor nodes； real－time monitoring； ZigBee

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到溫度、濕度、水分等多種農(nóng)田環(huán)境因素的影響。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中引入現(xiàn)代信息技術(shù)，可以準(zhǔn)確、高效地收集農(nóng)田信息，對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量具有重要意義。

針對(duì)農(nóng)田環(huán)境復(fù)雜、監(jiān)測(cè)難度大等特點(diǎn)，充分利用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)靈活而強(qiáng)大的組網(wǎng)功能，設(shè)計(jì)了基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、互聯(lián)網(wǎng)和用戶終端等組成［1］，利用安裝在被監(jiān)測(cè)區(qū)的傳感器節(jié)點(diǎn)采集農(nóng)田環(huán)境參數(shù)后，通過(guò)ZigBee技術(shù)發(fā)送到控制中心，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，使農(nóng)田管理者能精確直觀地控制農(nóng)作物種植過(guò)程中的空氣溫度、相對(duì)濕度、CO2含量、水位等關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能有著很好的實(shí)用價(jià)值［2］。

1 農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

ZigBee技術(shù)是一種短距離、低速率的無(wú)線通信技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的組建中。與其他無(wú)線通信技術(shù)相比，ZigBee具有網(wǎng)絡(luò)容量大、工作頻段靈活、架構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、成本低、可靠性高、組網(wǎng)能力強(qiáng)和安全等優(yōu)點(diǎn)［3，4］；ZigBee由終端設(shè)備、協(xié)調(diào)器和路由器構(gòu)成。終端設(shè)備是指?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)，將其按一定規(guī)律安裝在農(nóng)田里，配備低功耗的微處理器，監(jiān)測(cè)空氣溫度、相對(duì)濕度、CO2含量、水位、雨量、風(fēng)向、光照強(qiáng)度、土壤含水量等參數(shù)。一定區(qū)域內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)簇，這些節(jié)點(diǎn)又分為簇首和普通節(jié)點(diǎn)。簇首主要進(jìn)行數(shù)據(jù)的融合及轉(zhuǎn)發(fā)，能把簇中普通節(jié)點(diǎn)采集到的信息發(fā)送到上級(jí)的協(xié)調(diào)器，也能把協(xié)調(diào)器接收的信息在簇內(nèi)進(jìn)行傳播；普通節(jié)點(diǎn)只能與本簇的簇首交換信息。協(xié)調(diào)器把監(jiān)測(cè)到的信息傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)，然后網(wǎng)關(guān)通過(guò)GPRS把數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心。ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要有網(wǎng)狀和星狀，星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是覆蓋能力差，且只要簇首出現(xiàn)故障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就癱瘓；網(wǎng)狀拓?fù)涓采w能力強(qiáng)、可靠性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜［5］。農(nóng)田區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，存在很多不利因素，為提高ZigBee的精確性，該設(shè)計(jì)采用星狀—簇首—路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)［6］（圖1）。

2 功能模塊設(shè)計(jì)

2．1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）傳感器節(jié)點(diǎn)。ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由傳感器節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)一般由電源模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和無(wú)線通信模塊組成（圖2）。

數(shù)據(jù)采集模塊主要由空氣溫度、相對(duì)濕度、CO2含量、水位、雨量、風(fēng)向、光照強(qiáng)度、土壤含水量傳感器以及A／D轉(zhuǎn)換器組成，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)以上參數(shù)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)采集模塊獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)；無(wú)線通信模塊主要是和簇首或協(xié)調(diào)器交換信息；電源模塊向系統(tǒng)提供能量；傳感器節(jié)點(diǎn)多選用低功耗器件，而且節(jié)點(diǎn)大多數(shù)時(shí)間處于休眠狀態(tài)，所以電源模塊可使用干電池。簇首節(jié)點(diǎn)因?yàn)轭l繁發(fā)送數(shù)據(jù)耗費(fèi)能量多，可使用光電池供電。

篇8

[關(guān)鍵詞] 合理用藥；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；醫(yī)院信息化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 11. 078

[中圖分類號(hào)] R197.32；TP311 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2017）11- 0158- 03

0 前 言

藥物的不合理使用已經(jīng)成為了威脅人類健康的全球性問(wèn)題。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）2010 年6月的公告稱，全球有超過(guò)50%的藥品在處方、配發(fā)或銷售過(guò)程中存在不合理性，有50%的患者不能正確地使用藥物。在發(fā)達(dá)國(guó)家的衛(wèi)生預(yù)算支出中，藥品的支出比重在10%～20%之間，而在發(fā)展中國(guó)家卻達(dá)到了40%左右，非合理用藥問(wèn)題十分嚴(yán)重。合理用藥，一直是困擾醫(yī)學(xué)界的一道難題。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，利用信息系統(tǒng)來(lái)協(xié)助醫(yī)師，實(shí)現(xiàn)合理用，越來(lái)越成為大多數(shù)醫(yī)院的一種選擇。

北京航天總醫(yī)院院采用的是大通合理用藥的系統(tǒng)。合理用藥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Prescription Automatic Screening System，PASS）是一種供醫(yī)療專業(yè)人員從事處方或醫(yī)囑即時(shí)性監(jiān)測(cè)、藥物信息咨詢和病人用藥教育的藥物數(shù)據(jù)庫(kù)軟件系統(tǒng)。PASS 在對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境下住院病人醫(yī)囑監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在多家醫(yī)院得到驗(yàn)證，在同類軟件系統(tǒng)中的優(yōu)越性也有專文論述。

合理用藥平臺(tái)包括以下幾系統(tǒng)：藥物咨詢及用藥安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括醫(yī)囑監(jiān)控功能（住院）和處方監(jiān)控功能（門診）；抗菌藥品使用分析及控制系統(tǒng)；處方審核與點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)；臨床藥學(xué)工作站。這四個(gè)子系統(tǒng)針對(duì)不同的使用者，包括住院醫(yī)生和門診醫(yī)生，統(tǒng)計(jì)室，臨床藥學(xué)室，逐漸成為他們工作的得力助手。

1 合理用藥平臺(tái)的主要功能

1.1 處方或醫(yī)囑的實(shí)時(shí)監(jiān)控和提醒功能

該院的PASS 系統(tǒng)是采用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)，按照醫(yī)學(xué)、藥學(xué)的專業(yè)審查原理，以醫(yī)學(xué)、藥學(xué)專業(yè)知識(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，在開處方或錄入醫(yī)囑時(shí)能提供相關(guān)藥品資料信息，并對(duì)藥物與藥物相互作用、重復(fù)用藥（ 重復(fù)成份、重復(fù)治療） 、藥物與病癥、禁忌證副作用、過(guò)敏史、用法用量劑量、給藥途徑、特殊人群、老年人用藥、兒童用藥、妊娠期用藥、哺乳期用藥等進(jìn)行審查，來(lái)協(xié)助醫(yī)師正確地篩選藥物和確定合適的處方或醫(yī)囑，并在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能及時(shí)進(jìn)行提醒和警示，以減少錯(cuò)誤發(fā)生的可能。在門診醫(yī)生工作站中，合理用藥系統(tǒng)是以內(nèi)嵌的方式運(yùn)行。具體流程如圖1所示。

每當(dāng)門診醫(yī)生站啟動(dòng)，PASS 系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，一個(gè)簡(jiǎn)潔的可以拖動(dòng)的工具條便出現(xiàn)在屏幕的右上方。

其中有4盞燈依次擺開。監(jiān)測(cè)著醫(yī)生所開的處方。如果一切正確，則不會(huì)有任何提示，如果出現(xiàn)上述幾個(gè)方面與規(guī)定不符的情況，則會(huì)亮燈提示。

提示燈亮起時(shí)從左到右為依次為驚嘆號(hào)、紅、黃、橙四個(gè)燈。驚嘆號(hào)燈表示該處方有重要問(wèn)題，紅色燈亮表示該處方中藥品有配伍問(wèn)題；黃色燈亮表示該處方中藥品有相互作用；橙色燈亮表示該處方中藥品有其他問(wèn)題（包括慎用，同種、同類、同成份、抗菌譜相同或交叉等問(wèn)題的提示）。

醫(yī)生根據(jù)提示信息及時(shí)地調(diào)整處方，對(duì)于嚴(yán)重的問(wèn)題，醫(yī)生需要高度重視，重新調(diào)整處方。對(duì)于橙色燈提示的問(wèn)題，醫(yī)生可視情況選擇修改處方或者忽略此提示，直接保存此處方。

1.2 豐富的查詢功能

軟件提供了豐富的查詢功能?？梢圆樵兊幕拘畔ǎ核幤访Q、形狀、藥理毒理、藥代動(dòng)力學(xué)、用法用量、不良反應(yīng)、適應(yīng)癥、禁忌癥、注意事項(xiàng)、孕婦用藥、老年人用藥、相互作用、藥物過(guò)量、藥物規(guī)格。如果想知道某種藥品的某項(xiàng)信息，可以在查詢欄輸入藥品的名稱或者拼音字頭，也可以進(jìn)行模糊查詢，即可方便地找到需要的信息，快速定位到需要的部分，極大得方便了醫(yī)師的實(shí)時(shí)咨詢。系統(tǒng)查詢界面如圖2所示。

1.3 方便快捷的統(tǒng)計(jì)功能

本軟件一個(gè)非常好的功能就是根據(jù)上級(jí)部門的要求，可以設(shè)定不同的查詢條件，生成所需要的報(bào)表。這極大地方便了有關(guān)的統(tǒng)計(jì)部門。在安裝此軟件之前，只能手工統(tǒng)計(jì)。此軟件運(yùn)行之后，極大了降低了有關(guān)部門的工作量。

2 合理用藥平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

2.1 減少了潛在的不合理處方和醫(yī)囑

該軟件的使用，減少了潛在的不合理處方和醫(yī)囑，使醫(yī)師的處方和醫(yī)囑更加合理，這一方面減少了藥品的不合理使用，另一方面，也保障了患者的利益，使有效的資金做到了利益最大化。

2.2 滿足了醫(yī)生實(shí)時(shí)查詢相關(guān)知識(shí)的需求

這個(gè)軟件的這個(gè)功能相當(dāng)于一個(gè)實(shí)時(shí)的秘書在醫(yī)師的身旁。醫(yī)師在開處方的過(guò)程中，如果遇到哪一項(xiàng)不清楚，比如用法用量，適應(yīng)癥或者禁忌癥等，可以方便地查詢，快速地定位，從而高質(zhì)量地完成醫(yī)療工作。

2.3 快捷方便地完成統(tǒng)計(jì)工作

此軟件可以根據(jù)不同的查詢條件，生成各種報(bào)表，極大地方便了使用者。

3 合理用藥平臺(tái)應(yīng)用注意事項(xiàng)

3.1 及時(shí)更新藥品信息

為了能夠?qū)崟r(shí)獲取本院所有藥品的信息，就需要經(jīng)常更新藥品信息，保證本院新進(jìn)的藥品都出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。只有做到及時(shí)更新，醫(yī)生才能從數(shù)據(jù)庫(kù)中隨時(shí)都能方便快捷地調(diào)出所需的藥品信息。從而更好地服務(wù)臨床，為一線醫(yī)師提供參考。

3.2 醫(yī)生輸入的診斷與ICD10編碼最大程度相符

為了更好地實(shí)現(xiàn)診斷與藥品相符，便于軟件進(jìn)行甄別，醫(yī)師給出的診斷應(yīng)該盡量與ICD10編碼相符。只有二者相符，才能便于軟件對(duì)處方合理性做出判斷，給出相應(yīng)的提示信息。這就需要提高醫(yī)師這方面的知識(shí)積累。醫(yī)院在推進(jìn)信息化的基礎(chǔ)信息方面應(yīng)做更加細(xì)致的工作。

3.3 服務(wù)器的配置需要較高，提供較好的用戶體驗(yàn)

為了獲得更好的用戶體驗(yàn)，需要服務(wù)器有較高的配置，較大的內(nèi)存，如16 M或32 M，運(yùn)行速度較快的處理器，比較寬松的硬盤空間。這樣，客戶端的軟件運(yùn)行不會(huì)有延遲的感覺，醫(yī)師會(huì)有較好的用戶體驗(yàn)。

主要參考文獻(xiàn)

[1]齊荔紅，陳磊.PASS系統(tǒng)對(duì)我院臨床合理用藥情況的監(jiān)測(cè)與分析[J].中國(guó)藥業(yè)，2010，19（7）.

[2]全國(guó)合理用藥監(jiān)測(cè)辦公室.國(guó)外合理用藥概述[J].中國(guó)執(zhí)業(yè)藥師，2011，8（2）.

篇9

關(guān)鍵詞：倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)；無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)；傳感器節(jié)點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）13-0067-02

Abstract：Aiming at warehouse fire hazards appeared frequently， wireless sensor network technology is used in a fire monitoring. Therefore， a fire real-time monitoring and early warning system is constructed based on wireless sensor network. Furthermore， sensor node of the system contains a variety of sensors.

Key words：warehouse fire； wireless sensor network； sensor node

1 無(wú)線火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究意義

倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、傷害力大的企業(yè)災(zāi)害。做好倉(cāng)庫(kù)防火工作，預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生，是各個(gè)企業(yè)都迫切需要的。當(dāng)倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能做到早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)警、早撲滅就能將企業(yè)損失降到最小?，F(xiàn)有的企業(yè)防火技術(shù)主要有視頻監(jiān)控、人力巡查等手段，技術(shù)手段落后，局限性大且漏洞大，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。而較早的總線型線纜火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，有小動(dòng)物啃食、環(huán)境腐蝕的危險(xiǎn)，一旦發(fā)生一處線路斷裂，則整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。針對(duì)這一現(xiàn)狀，提出了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有傳感器節(jié)點(diǎn)體積小、數(shù)量多，節(jié)點(diǎn)布置靈活的特點(diǎn)，對(duì)于大型倉(cāng)庫(kù)可以一次布置到位。每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)本身具有一定的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，可以對(duì)環(huán)境的變化進(jìn)行較為復(fù)雜的監(jiān)控和判斷；同時(shí)又具有無(wú)線通信能力，可以進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間協(xié)同監(jiān)控，并能在網(wǎng)絡(luò)遭到破壞時(shí)進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)組網(wǎng)、傳遞信息。

2 倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

2.1 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由大量的密集部署在監(jiān)控區(qū)域的智能傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)[1]。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)綜合運(yùn)用了現(xiàn)代傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)等多個(gè)現(xiàn)代信息處理技術(shù)，是一個(gè)新興的多學(xué)科交叉研究領(lǐng)域。具有大規(guī)模、低功耗、多節(jié)點(diǎn)分布式協(xié)作工作的特點(diǎn)。

無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)WSN（Wireless Sensor Network）采用隨機(jī)投放的方式部署傳感器節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間采用多跳（multi-hop）、對(duì)等（peer to peer）的無(wú)線通信方式，能有效地避免長(zhǎng)距離傳輸時(shí)遇到的信號(hào)衰減和信號(hào)干擾。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有路由功能，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)物理故障退出網(wǎng)絡(luò)通訊或需要新增傳感器節(jié)點(diǎn)時(shí)，通過(guò)自我修護(hù)、自我協(xié)調(diào)，能自動(dòng)重新布置形成網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究實(shí)體對(duì)象主要有4類：目標(biāo)、觀測(cè)節(jié)點(diǎn)、傳感節(jié)點(diǎn)和感知現(xiàn)場(chǎng)。傳感節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署好后，通過(guò)自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)工作形成對(duì)目標(biāo)的感知現(xiàn)場(chǎng)。傳感節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到目標(biāo)信號(hào)后經(jīng)鄰近節(jié)點(diǎn)多跳傳輸?shù)接^測(cè)節(jié)點(diǎn)。觀測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)內(nèi)進(jìn)行向傳感節(jié)點(diǎn)查詢請(qǐng)求或派發(fā)任務(wù)；對(duì)外作為中繼器和網(wǎng)關(guān)完成傳感器網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信與轉(zhuǎn)換。所以一般將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)分成數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分布網(wǎng)絡(luò)和控制管理中心三個(gè)部分組成，其中設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)，即傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

2.2 倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由以下3部分組成（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1）。

1）無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)

負(fù)責(zé)采集節(jié)點(diǎn)偵測(cè)周圍環(huán)境如溫度、氣體濃度、光亮度等數(shù)據(jù)，是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)獲取網(wǎng)絡(luò)。

2）中心節(jié)點(diǎn)

由無(wú)線網(wǎng)關(guān)、中繼器擔(dān)任，以無(wú)線的方式連接無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與管理監(jiān)控中心，將搜集到的信息傳送給監(jiān)控者。

3）管理監(jiān)控中心

管理監(jiān)控中心就是用戶節(jié)點(diǎn)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將搜集到的信息傳送給監(jiān)控者，監(jiān)控者解讀報(bào)表信息后便可掌握現(xiàn)場(chǎng)狀況進(jìn)而維護(hù)和調(diào)整相關(guān)系統(tǒng)。反之，用戶也通過(guò)管理控制中心對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控任務(wù)和收集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的配置和管理。

2.3 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是對(duì)無(wú)火狀態(tài)、陰燃狀態(tài)和起火狀態(tài)這三種火災(zāi)狀態(tài)空間的識(shí)別。因?yàn)閭}(cāng)庫(kù)存放物件多，通風(fēng)不良，以物質(zhì)無(wú)可見光進(jìn)行緩慢燃燒的火災(zāi)陰燃為主，所以倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象是火災(zāi)陰燃狀態(tài)信息，即使對(duì)煙霧和溫度的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，對(duì)發(fā)生起火狀態(tài)燃燒時(shí)光度也能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

根據(jù)倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)的特性進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)是一個(gè)具有信息收集和處理能力的微系統(tǒng)，集成了傳感器模塊、信息處理模塊、無(wú)線通訊模塊和能量供應(yīng)模塊。

傳感器模塊負(fù)責(zé)感知現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)信息的采集和轉(zhuǎn)換，根據(jù)倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)特點(diǎn)設(shè)置了光亮傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器。信息處理模塊是核心，它負(fù)責(zé)管理傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)自身采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理或其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)。無(wú)線通訊模塊則負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，能量供應(yīng)模塊負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行進(jìn)行能量的供應(yīng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了根據(jù)倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)特性構(gòu)建的，基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了一個(gè)具有光亮傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器的多種傳感器的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。但要讓無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行并大量投入使用還面臨著許多問(wèn)題，如：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信問(wèn)題、傳感器節(jié)點(diǎn)成本問(wèn)題、傳感器節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)問(wèn)題。這些問(wèn)題的解決，將為實(shí)現(xiàn)高效的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

篇10

關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)； NS2仿真； ZigBee技術(shù)； 污染氣體

中圖分類號(hào)：TN919-34； TP216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-373X(2011)20-0171-04

Pollution Gas Monitoring System Based on ZigBee Wireless Sensing Network Technology

DIAO Hui-qin, ZHU Ling-yun

(Information Science and Technology Institute, Donghua University, Shanghai 201620, China)

Abstract： Wireless sensor network technology has become more and more mature. In order to conduct real-time and effective monitoring for pollution emission enterprises, Zigbee technology can be used in automatic monitoring systems for polluted gas. The wireless transceiver module uses XBee-PRO DigiMesh 900. The single chip microcomputer is taken as control chips. A multiple hops self-organization network is formed by the mode of wireless communication. which will process The acquisited data are processed and converted into serial data, sent to gathering node, and then sent to the control center from gathering node. The network simulation was performed by the aid of NS2. The simulated results show that the network runs well, packet loss rate is low, and delay time is short. Therefore, it meets the needs of automatic monitoring system.

Keywords： wireless sensor network; NS2 simulation; ZigBee technology; polluted gas

0 引 言

空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，其目的是為環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)決策的依據(jù)，目前我國(guó)對(duì)污染氣體的監(jiān)測(cè)主要采用2種方法：一種是傳統(tǒng)人工取樣實(shí)驗(yàn)室分析的方法；另一種是采用國(guó)外進(jìn)口的自動(dòng)化污染氣體監(jiān)測(cè)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的方法［1］。這2種方法都有監(jiān)測(cè)成本過(guò)高，移動(dòng)不便的不足之處。為應(yīng)對(duì)現(xiàn)有污染氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備的不足而設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的污染氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，取2種監(jiān)測(cè)方法的長(zhǎng)處，切實(shí)地滿足了環(huán)境監(jiān)測(cè)部門的需要。監(jiān)測(cè)人員只需在易發(fā)大氣污染事件的現(xiàn)場(chǎng)布置傳感器節(jié)點(diǎn)，就可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)污染突發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的各種污染氣體濃度，為及時(shí)處置大氣污染突發(fā)事件提供有力的技術(shù)保證。

1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的污染氣體自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要監(jiān)測(cè)一個(gè)城市內(nèi)的各種化工廠以及發(fā)電廠的空氣環(huán)境質(zhì)量。本文的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)(Sensor Node)、匯聚節(jié)點(diǎn)(Sink)和監(jiān)測(cè)中心［2］。在圖1中大量的傳感器節(jié)點(diǎn)分別放置在工廠內(nèi)的各個(gè)角落以及周邊環(huán)境，通過(guò)自組織的方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)(即子站)，各子站之間相互獨(dú)立，互不通信，只有子站內(nèi)部節(jié)點(diǎn)可以相互交換數(shù)據(jù)，子站內(nèi)的傳感器節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的感知和采集，數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，在傳輸過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可能被多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理，經(jīng)多跳路由后到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn)(各子站網(wǎng)關(guān))［3-5］。匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析并通過(guò)以太網(wǎng)將結(jié)果傳送到監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)中心的管理員通過(guò)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)，做出判斷或者決策。

圖1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)

2 Zigbee技術(shù)簡(jiǎn)介

ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許多傳感器以自組織方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和ZigBee技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)測(cè)、安全系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和軍事等領(lǐng)域。ZigBee技術(shù)是一種低速率、低功耗、低復(fù)雜度、低成本的雙向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。傳輸范圍一般介于10～100 m 之間,在增加RF 發(fā)射功率后,亦可增加到1～3km。通過(guò)路由和各節(jié)點(diǎn)間通信的接力,傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。它工作在868 MHz，915 MHz和2.4 GHz3個(gè)頻段上，采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)(DSSS)，共有27個(gè)信道。ZigBee的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有：低功耗、低成本、低速率、短時(shí)延、高容量、高安全、免執(zhí)照頻段等［6］。由這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，選擇進(jìn)行了支持ZigBee 802.15.4協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)。

3 節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì)

本文無(wú)線收發(fā)模塊采用芯片XBee-PRO DigiMesh 900［7］。XBee-PRO DigiMesh 900 是長(zhǎng)距離通信的嵌入式無(wú)線射頻模塊。它充分結(jié)合了易于使用的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和900 MHz工作頻段通信距離長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，基于快速的156 Kb/s無(wú)線射頻平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了DigiMesh對(duì)等構(gòu)架，簡(jiǎn)化了網(wǎng)狀網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)提供了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)功能如支持路由器休眠模式和更高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度。從而可以使OEM廠商延長(zhǎng)依靠電源供電的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

產(chǎn)品特點(diǎn)如下:

（1） 支持路由器休眠模式，延長(zhǎng)電池壽命。

（2） 高級(jí)的網(wǎng)狀網(wǎng)功能包括自愈和自動(dòng)搜索。

（3） 支持通過(guò)無(wú)線配置。

（4） 采用2.1 dB全向天線最大1.8 mile/3 km可視通信距離。

（5） 采用高增益天線最大6 mile/10 km可視通信距離。

（6） 工業(yè)級(jí)寬溫(-40~+85 ℃)等。

利用此芯片開發(fā)的無(wú)線通信設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)傳感器硬件節(jié)點(diǎn)組成框圖如圖2所示。

圖2 傳感器節(jié)點(diǎn)組成框圖

3.1 處理器無(wú)線模塊接口設(shè)計(jì)

C8051F系列單片機(jī)是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)，SOCCPU有效地管理模擬和數(shù)字外設(shè)可以關(guān)閉單個(gè)或全部外設(shè)以節(jié)省功耗，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器還具有在線重新編程的能力即可用作程序存儲(chǔ)器又可用作于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其主要具有以下幾方面的特點(diǎn)：

(1) 集成了豐富的模擬資源和外部設(shè)備接口，具有8~12位多通道ADC，1~2路12位DAC。在片內(nèi)模擬開關(guān)的作用下可實(shí)現(xiàn)對(duì)多路模擬信號(hào)的采集轉(zhuǎn)換。帶有I2C/SMBusSPI 1~2個(gè)UART多類型串行總線，此外還根據(jù)不同的需要集成了SPI、USB、CAN、LIN等接口，外設(shè)接口在不使用時(shí)可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。

(2) 增加了中斷源，標(biāo)準(zhǔn)的8051只有7個(gè)中斷源，C8051F系列單片機(jī)擴(kuò)展了中斷處理這對(duì)于時(shí)實(shí)多任務(wù)系統(tǒng)的處理是很重要的，擴(kuò)展的中斷系統(tǒng)向CIP-51提供22個(gè)中斷源。

(3) 高速指令處理能力，基于增強(qiáng)的CIP-51內(nèi)核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標(biāo)準(zhǔn)8051的組織架構(gòu)。CIP-51采用流水線結(jié)構(gòu)，70%的的指令執(zhí)行時(shí)間為1或2個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，是標(biāo)準(zhǔn)8051指令執(zhí)行速度的12倍。

(4) 復(fù)位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復(fù)位發(fā)展成多源復(fù)位，提供了上電復(fù)位、掉電復(fù)位、外部引腳復(fù)位、軟件復(fù)位、引腳配置復(fù)位等。眾多的復(fù)位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的好處。

綜上所述，我們采用C8051F340作為處理模塊，主要任務(wù)是完成對(duì)所采集的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、處理以及存儲(chǔ)并將處理好的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給無(wú)線收發(fā)模塊。處理模塊與無(wú)線收發(fā)模塊之間的連接非常簡(jiǎn)單，處理模塊將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)發(fā)給無(wú)線收發(fā)模塊，所有只需要將單片機(jī)端的TXD（發(fā)送數(shù)據(jù)）、RXD(接受數(shù)據(jù))分別于無(wú)線收發(fā)模塊的DIN，DOUT相連就可以了。

3.2 數(shù)據(jù)采集模塊

數(shù)據(jù)采集單元用于實(shí)時(shí)采集周圍空氣中污染氣體的信息，主要由各種傳感器及其接口電路組成。本文采用的傳感器包括一氧化碳傳感器、一氧化氮傳感器、氯氣傳感器、二氧化硫傳感器等，這些屬于采集環(huán)境污染氣體信息的最基本傳感器。各傳感器的基本信息如下表1所示。

3.3 電源模塊

作為環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，節(jié)點(diǎn)需要在無(wú)人看守的情況下工作，能量供應(yīng)是系統(tǒng)持續(xù)工作的重要保證，本設(shè)計(jì)采用市面上最常用的鋰電池作為電源，可充電的鋰離子電池的額定電壓為3.6 V。鋰離子電池的放電曲線平坦，可以保證無(wú)線收發(fā)模塊在正常工作時(shí)具有更好的線性特性。Linear Technology公司的LTC3440是一種高效率、固定頻率、降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠用單個(gè)電感器調(diào)節(jié)輸出電壓，使其高于、低于或等于輸入電源電壓。其輸入和輸出電壓范圍均為2.5~5.5 V。LTC3440在所有工作模式下都具備連續(xù)輸送功能，非常適用于延長(zhǎng)單節(jié)鋰電池、多節(jié)堿性或鎳氫電池的工作時(shí)間，在這些電池中，輸入電壓隨著電池放電而下降。鋰離子電池在3.3V左右放電時(shí)間較長(zhǎng)，能更大限度提高電源效率，延長(zhǎng)電池壽命［8］。

無(wú)線收發(fā)模塊需要外部提供3.3 V的電壓，數(shù)據(jù)采集模塊需要5 V直流電壓，采用LTC3440芯片可以將輸入的電池電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V，5 V，圖3是將電源電壓轉(zhuǎn)換成3.3 V電壓，轉(zhuǎn)換成5 V電壓只需要改變電阻、電容值就可以。

圖3 電源模塊的電路圖

4 無(wú)線收發(fā)模塊仿真

無(wú)線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸及組網(wǎng)功能，利用NS2網(wǎng)絡(luò)仿真軟件對(duì)ADHOC自組織網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真。NS2（Network Simulator version 2）是一種面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)仿真器，本質(zhì)上是一個(gè)離散事件模擬器。

為了分析仿真結(jié)果，NS2提供了兩種基本數(shù)據(jù)追蹤能力跟蹤和監(jiān)視。跟蹤生成“.nam”和“.tr”文件。能夠?qū)⒚總€(gè)數(shù)據(jù)包在任何時(shí)刻的狀態(tài)保存到指定文件中，記錄包在隊(duì)列或鏈路中丟棄、到達(dá)、離開等；監(jiān)視用戶有選擇地記錄自己需要的數(shù)據(jù)，利用Gawk，Gnuplot等工具統(tǒng)計(jì)發(fā)送包、接收包及丟棄包等結(jié)果進(jìn)行分析［9-10］。

本文的MAC類型采用IEEE802.15.4協(xié)議，路由采用DSR協(xié)議。20個(gè)節(jié)點(diǎn)，分布在300×300 m的正方形區(qū)域中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)隨機(jī)隨機(jī)分布，仿真時(shí)間為60 s，pause time設(shè)為60 s，也就是在仿真這段時(shí)間里沒(méi)有mobility，流量是設(shè)置為cbr流，速率為1.0 b/s，最大聯(lián)機(jī)數(shù)目為6個(gè)，每一條數(shù)據(jù)流每秒送出5個(gè)封包（可以根據(jù)需要對(duì)設(shè)置進(jìn)行修改）。利用setdest、cbrgen工具來(lái)完成所需的場(chǎng)景設(shè)置。圖4為.nam的動(dòng)畫模擬圖像。

圖4 20個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信

5 結(jié)果分析

仿真過(guò)程中同時(shí)生成一個(gè)仿真過(guò)程記錄文件out.tr，是分析仿真過(guò)程的重要依據(jù)。以下是其中的一個(gè)片段：

r 7.918327669 _9_ MAC --- 32 cbr 36 ［0 9 7 800］ ------- ［7:2 9:0 32 9］ ［1］ 1 1

標(biāo)號(hào)為9的節(jié)點(diǎn)在7.918327669秒時(shí)發(fā)送一個(gè)cbr分組，該分組的UID為32，長(zhǎng)度36，目標(biāo)接點(diǎn)的MAC地址為9，原節(jié)點(diǎn)的MAC地址為0，IP頭的源地址為7節(jié)點(diǎn)的2號(hào)端口，目的地址為9號(hào)節(jié)點(diǎn)的0端口，分組的TTL（Time To Live）值為32。

編寫.awk文件，用于從跟蹤文件中統(tǒng)計(jì)MAC層cbr包的丟包和延遲信息。得到數(shù)據(jù)如下：

將3種情況分析對(duì)比可以看出，封包的丟失率和cbr流的傳輸延遲時(shí)間與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布范圍有關(guān)，也就是和節(jié)點(diǎn)間的傳輸距離有關(guān)。在節(jié)點(diǎn)數(shù)不變和其他各種設(shè)置條件不變的情況下，網(wǎng)絡(luò)范圍越廣， 節(jié)點(diǎn)間的距離越長(zhǎng)，封包的丟失率越大，cbr流的傳輸延遲時(shí)間也越長(zhǎng)。

6 結(jié) 語(yǔ)

由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的丟包率低，延遲時(shí)間短等特點(diǎn)，可以使人們?cè)谌魏螘r(shí)間、地點(diǎn)和條件下，都能獲取大量詳實(shí)、可靠的信息。使得其在軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、醫(yī)療等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于長(zhǎng)距離節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸，減少丟包率這方面還有待研究和改善。

參考文獻(xiàn)

［1］雷巧玲.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究［D］.秦皇島：燕山大學(xué),2008.

［2］崔遜學(xué),王成.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的領(lǐng)域應(yīng)用于設(shè)計(jì)技術(shù)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

［3］AKYILDIZ I F, SU W, SANKARASUBRAMANIAM Y, et al. A Survey on sensor networks \. IEEE Communications Magazine, 2002, 40 (8): 102-114.

［4］CULLAR D, ESTRIN D, STRVASTAVA M, et al. Overview of sensor network \. Computer, 2004, 37 (8): 41-49.

［5］CALLAWAY E H. Wireless sensor nerwork:architecture and protocols \. \: CRC Press, 2004: 41-62.

［6］王東,張金榮.利用ZigBee技術(shù)構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2006,29(8):95-110.

［7］全申安全設(shè)備有限公司.XBee-PRO 900/DigiMeshTM 900 OEM RF modules\.上海：全申安全設(shè)備有限公司,2008.

［8］ JORDAN M.高校單電感升降壓同步穩(wěn)壓器使鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換至3.3 V更容易［J］.電子產(chǎn)品世界，2002(7):25-27.

［9］李長(zhǎng)連,王福豹,何戟.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真模擬技術(shù)比較分析［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2007,24(3):6-9.