[实用新型]基于BeagleBone‑Black的Ad‑Hoc路由协议验证系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及移动Ad-Hoc网络领域，具体涉及一种基于BeagleBone-Black的Ad-Hoc路由协议验证系统。

背景技术

在全球移动网络通信技术高速发展的大环境下，作为其领域的一个重要分支——移动Ad-Hoc网络早已成为了行业专家学者研究的热点。移动Ad-Hoc网络是一种有特殊用途的网络结构。

与传统通信网络相比，Ad-Hoc网络没有严格的控制中心，在自组织网络中所有结点功能相同，是一个完全对等式的网络。结点在启动后通过协议和特定算法协调各自行为，在没有任何网络设备的支持下迅速自组织成一个独立网络。组网简单快速的优势使得Ad-Hoc网络在传感器网络、军事通信、紧急通信服务等领域都有广泛应用。

由于Ad-Hoc网络移动多变的特性，使得路由协议的设计优化一直是研究重点。但现阶段在对路由协议的研究改进中，研究人员多数还是停留在理论与PC端软件仿真，又由于真实的无线网络通信场景中，无线信道特性受到多方面条件的影响，对路由协议只进行PC端的软件仿真不能全面真实反应出路由协议的性能,同时还存在着以下缺点：

1）在PC端对路由协议的性能进行软件仿真，会忽略现实环境：如地理环境、其他信号源、气候条件或其他不定因素对路由协议工作的干扰，因此，得到的数据不能真实准确的反映出路由协议的性能。

2）只有单方面软件仿真的验证数据，使得数据的说服力不够，实验数据比较片面，不能获得全方位、准确详细的研究数据。

3）仿真软件的普适性不高，对不同的协议兼容性不高。使用起来比较复杂，使得软件的学习门槛和学习成本过高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型解决的技术问题是如何解决仅对路由协议进行PC端的软件仿真不能全面真实反应出路由协议的性能问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种基于BeagleBone-Black的Ad-Hoc路由协议验证系统，由多个功能完全相同的设备节点构成的自组织网络组成，其中每个设备节点之间通过无线信号连接，每个设备节点包括：

数据处理器，以BeagleBone-Black开源平台作为硬件支撑，并移植剪裁定制的Linux系统作为软件支撑，搭载ARM Cortex-A8主频达到了1GHz的处理器， 512MB的DDR3内存并有丰富的可扩展接口，负责实验数据的处理；

无线收发器，以Ralink RT3070作为无线网卡组成，该网卡集成的MAC/BBP和2.4G RF单一芯片，它完全遵循IEEE 802.11n草案4.0和IEEE 802.11 b / g标准，负责实验数据的转发与接收；

传感器，可根据需要外接摄像头提取视频信号、红外传感器提取红外信号、声音传感器记录声音信号，负责提供实验收发数据；

显示屏，为3.5寸LCD显示屏，用于显示系统的运行状态及参数；

可移动电源，负责提供电能并具有很好的移动性。

所述数据处理器分别和无线收发器、显示屏、可移动电源相连，并与传感器通过无线信号相连。

系统工作流程如下：

第一步：在PC机上对设备节点的软件系统内核进行编译并去除内核中无用的模块组件对内核进行裁剪编译，此举能有效降低软件系统的冗杂程度，提高系统运行速度、提升性能。将编译好的内核移植到设备节点的BeagleBone-Black系统上。待正常启动BeagleBone-Black的Linux操作系统后，安装相应的LCD驱动并重启点亮显示屏幕。

第二步：将需要验证的Ad-Hoc路由协议移植到系统上并运行，同时将外接无线网卡插入BeagleBone-Black系统的USB插孔，用于进行数据的无线收发功能。配置无线网卡参数使得节点能正常收发数据，整个设备单节点的系统初始化工作便完成。

第三步：在户外实地场景中，同时开启多个设备节点，在多个硬件节点上运行路由协议，并配置设备节点工作模式为Ad-Hoc。经过一段时间，待网络稳定之后通过ping -x命令观察相应节点的路由工作情况。

同时使用系统外接的传感器搜集外界环境信号，在相应备节点通过开启上层定制的MessageSender软件自动在网络中寻找目标主机并将搜集的外界环境信号进行转发，在目的主机端通过打开编写的Test软件记录的实验数据便可以准确的反应网络路由协议的性能指标，如端到端的传输延时、数据的丢包率等。

采用本实用新型的技术方案取得的有益效果：