王中林，劉忠信＋，吳 垠，馬爭(zhēng)光，陳增強(qiáng)，孫青林

（1.南開(kāi)大學(xué) 計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院，天津300071；2.南開(kāi)大學(xué) 天津市智能機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津300071）

0 引 言

ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層 （PHY）、媒體訪問(wèn)控制層 （MAC）、傳輸層 （TL）、網(wǎng)絡(luò)層 （NWK）、應(yīng)用層（APL）等。其中物理層和媒體訪問(wèn)控制層遵循IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)是低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低速率、支持大量節(jié)點(diǎn)和多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、快速、安全、可靠等，因此得到了廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟認(rèn)為ZigBee作為一種短距離無(wú)線通信技術(shù)，由于其網(wǎng)絡(luò)可以便捷地為用戶(hù)提供無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸功能，因此在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的可應(yīng)用性。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備可分為協(xié)調(diào)器 （Coordinator）、路由節(jié)點(diǎn)（Router）和終端節(jié)點(diǎn) （EndDevice）3種角色。ZigBee技術(shù)可以看成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)具體應(yīng)用規(guī)范，而由德州儀器 （TI）公司推出的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議堆棧軟件Z－Stack則是ZigBee技術(shù)的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)，它對(duì)物理層、媒體訪問(wèn)控制層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用支持子層做了定義，所以用戶(hù)可以在Z－Stack的基礎(chǔ)上專(zhuān)注于做應(yīng)用層的開(kāi)發(fā)，這樣能大大提高開(kāi)發(fā)效率并能明顯縮短開(kāi)發(fā)周期，本文的下位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)就是在其基礎(chǔ)上進(jìn)行的［1，2］。

一個(gè)一致性協(xié)議［3］設(shè)計(jì)完成后，需要去驗(yàn)證它的正確性和實(shí)用性，通常的做法是在Matlab 環(huán)境中做相應(yīng)的仿真，然后通過(guò)分析仿真結(jié)果來(lái)說(shuō)明協(xié)議的正確性，鑒于這種方式比較快捷迅速，成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者目前廣泛采用的方法。但是畢竟理論和現(xiàn)實(shí)環(huán)境相差比較大，僅僅在理論環(huán)境中做仿真無(wú)法驗(yàn)證協(xié)議的實(shí)用性，所以為了更加接近現(xiàn)實(shí)環(huán)境，本文采用在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中做實(shí)驗(yàn)的方法去驗(yàn)證一致性協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都充當(dāng)著智能體的角色。為了能有更好的交互性與可控性，本文采用Matlab Gui針對(duì)性地開(kāi)發(fā)了一個(gè)上位機(jī)控制系統(tǒng)，它的主要功能是給下位機(jī)發(fā)送指令，且實(shí)時(shí)接收下位機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，并在表格中實(shí)時(shí)顯示各個(gè)智能體的狀態(tài)信息及在坐標(biāo)中實(shí)時(shí)地繪圖，令整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的監(jiān)視更加直觀。該系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔友好、運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單便捷、可擴(kuò)展性良好，可以有效地幫助一致性協(xié)議的研究。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

通過(guò)上面的簡(jiǎn)單介紹，我們對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Zig－Bee技術(shù)以及一致性有了一定的認(rèn)識(shí)，在對(duì)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做詳細(xì)介紹之前，這里先簡(jiǎn)單介紹一下仿真系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備——CC2530－MDK。

這里的CC2530－MDK，即我們采用的系統(tǒng)的硬件平臺(tái)——ZigBee設(shè)備，它是由深圳飛比電子科技有限公司推出的，它是基于美國(guó)德州儀器 （TI）公司生產(chǎn)的CC253X 的專(zhuān)業(yè)ZigBee／RF4CE 開(kāi) 發(fā) 系 統(tǒng)。完 美 支 持IEEE 802.15.4標(biāo) 準(zhǔn) 以 及ZigBee 2007／PRO 和ZigBee RF4CE 標(biāo) 準(zhǔn)。CC2530－MDK 整合了TI公司ZigBee CC2530DK 和RemoTI CC2530DK 兩套開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，在功能上與TI公司的官方開(kāi)發(fā)板SmartRF05EB完美兼容，僅需替換相應(yīng)協(xié)議棧中LCD驅(qū)動(dòng)文件即可。它不但可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的CC253X 系列單品開(kāi)發(fā)，還可方便組建復(fù)雜的ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。我們用這個(gè)平臺(tái)組建簡(jiǎn)單的星型網(wǎng)絡(luò)，只是在各終端節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)能否接受到彼此的信息來(lái)設(shè)定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)［4，5］。

本文該系統(tǒng)中的ZigBee設(shè)備采用16位的網(wǎng)絡(luò)地址，并且除了協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)地址是0x00外，其他終端節(jié)點(diǎn)的起始網(wǎng)絡(luò)地址是0x796F，然后按加入到網(wǎng)絡(luò)的先后順序依次累加?？紤]到實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)性，當(dāng)協(xié)調(diào)器重啟后，我們?cè)O(shè)定終端設(shè)備的16位網(wǎng)絡(luò)地址將按上面既定的規(guī)則重新分配。關(guān)于ZigBee設(shè)備的2種地址類(lèi)型 （64位的MAC地址和16位的網(wǎng)絡(luò)地址）的詳細(xì)介紹參見(jiàn)文獻(xiàn) ［4，5］。

2 仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過(guò)上面的介紹我們對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的ZigBee設(shè)備有了一定地了解，該部分將詳細(xì)介紹一下仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。我們將首先介紹仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成；然后對(duì)系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)做一下簡(jiǎn)單概述；接下來(lái)會(huì)詳細(xì)說(shuō)一下仿真系統(tǒng)各個(gè)部分的軟件所實(shí)現(xiàn)的功能；之后將介紹一下以及整個(gè)系統(tǒng)的工作流程；最后回顧一下在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括硬件和軟件2個(gè)部分。硬件包括上文提到的CC2530－MDK，另外還有CCdebugger和USB to RS－232。由于CC2530－MDK 是全功能節(jié)點(diǎn)，所以其即可以做協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)也可以充當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)，在本文中只用到了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)。CCdebugger主要作用是在線調(diào)試程序以及通過(guò)其向板子下載編譯好的程序。USB to RS－232的作用主要是連接協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和電腦，然后通過(guò)上位機(jī)控制界面收發(fā)數(shù)據(jù)和向下發(fā)送指令。

軟件包括上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件2個(gè)部分，而下位機(jī)軟件又包括協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)和終端節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)。上位機(jī)軟件則是由Matlab Gui開(kāi)發(fā)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架及總體設(shè)計(jì)如圖1 和圖2所示。

圖1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架

2.2 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)

通過(guò)上面的簡(jiǎn)單介紹，我們對(duì)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框架以及系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)有了一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，在對(duì)系統(tǒng)做進(jìn)一步介紹之前，這里先簡(jiǎn)單說(shuō)一下系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

圖2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本文的下位機(jī) （CC2530－MDK）軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用嵌入式IAR Embedded Workbench IDE。它適用于大量8位、16位以及32位的微處理器和微控制器，為用戶(hù)提供一個(gè)代碼繼承能力強(qiáng)且支持絕大多數(shù)目標(biāo)包括特殊目標(biāo)在內(nèi)的并易學(xué)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用戶(hù)即使在開(kāi)發(fā)新的項(xiàng)目時(shí)也能在所熟悉的開(kāi)發(fā)環(huán)境中進(jìn)行，而且通過(guò)IAR 工具用戶(hù)可以大大節(jié)省工作時(shí)間，有效地提高了用戶(hù)的工作效率?？紤]到對(duì)我們所選擇的協(xié)議棧軟件版本ZStack－CC2530－2.3.0－1.4.0的兼容性問(wèn)題，本文所用的IAR Embedded Workbench IDE版本是IAR EW8051－7.51A。

而上位機(jī)控制界面的開(kāi)發(fā)平臺(tái)我們選擇的是Matlab Gui（graphical user interface）。Matlab Gui也是面向?qū)ο蟮膱D形化用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)環(huán)境，并且相對(duì)于其他高級(jí)語(yǔ)言Matlab Gui編程更加簡(jiǎn)單易學(xué)，只要有一定的C 語(yǔ)言基礎(chǔ)即可很快入門(mén)，然后能在短期內(nèi)開(kāi)發(fā)出比較實(shí)用簡(jiǎn)潔的程序。很適合對(duì)VC＋＋、C＃、Java等高級(jí)語(yǔ)言不太熟悉并且注重程序的功能性與實(shí)用性的研究人員。利用Matlab Gui開(kāi)發(fā)程序有一個(gè)最大的優(yōu)勢(shì)就是可以借助Matlab強(qiáng)大的計(jì)算與圖形繪制功能來(lái)提高編程效率［6］。

2.3 仿真系統(tǒng)的軟件功能

通過(guò)圖1，我們可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)有個(gè)大致的了解，下面分別介紹一下協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)這三部分所能實(shí)現(xiàn)的功能。

首先協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能包括：組建網(wǎng)絡(luò)；接收各終端節(jié)點(diǎn)的發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)然后通過(guò)USB to RS－232傳到電腦；接收上位機(jī)的指令并做相應(yīng)的處理然后通過(guò)無(wú)線發(fā)送到各終端節(jié)點(diǎn)；如果有LCD 顯示屏的話可以在顯示屏上顯示相應(yīng)的提示等。

其次終端節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的功能包括：加入到協(xié)調(diào)器建立的網(wǎng)絡(luò)中，并在網(wǎng)絡(luò)中模擬動(dòng)態(tài)智能體；接收來(lái)自協(xié)調(diào)器發(fā)來(lái)的指令以執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；接收鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)然后做相應(yīng)的處理并將處理后的信息廣播給協(xié)調(diào)器和鄰居節(jié)點(diǎn)；可以在LCD 顯示屏上實(shí)時(shí)顯示相應(yīng)的提示信息等。

最后無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)的功能主要有以下幾點(diǎn)：通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)連接，然后實(shí)時(shí)接收協(xié)調(diào)器傳上來(lái)的數(shù)據(jù)并在界面的表格區(qū)域顯示各終端節(jié)點(diǎn)的信息，并用圖像的形式直觀顯示實(shí)時(shí)的變化曲線或者是相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)位置；用自定義的命令格式通過(guò)向協(xié)調(diào)器發(fā)送命令并經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)器將指令發(fā)送到各終端節(jié)點(diǎn)；其他的實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要的軟件設(shè)置、軟件的快捷工具菜單以及不同實(shí)驗(yàn)方案的管理、對(duì)歷史數(shù)據(jù)的查看功能和實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置等。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主界面視圖以及相應(yīng)的下拉功能菜單如圖3所示。

圖3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主界面

2.4 仿真系統(tǒng)的工作流程

上面對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟件部分的功能做了詳細(xì)地介紹。接下來(lái)介紹一下整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。

如圖4所示，首先需要給協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)上電，上電后協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)建立網(wǎng)絡(luò)，終端節(jié)點(diǎn)搜索到網(wǎng)絡(luò)并加入，之后協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)等待上位機(jī)發(fā)送開(kāi)始指令；下位機(jī)準(zhǔn)備就緒后通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線連接電腦和協(xié)調(diào)器；接下來(lái)打開(kāi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；之后開(kāi)始新建實(shí)驗(yàn)，在新建實(shí)驗(yàn)部分有2個(gè)必選設(shè)置分別是選擇實(shí)驗(yàn)方案和選擇實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)數(shù)及狀態(tài)數(shù)，節(jié)點(diǎn)數(shù)是根據(jù)打開(kāi)的終端節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)確定，而狀態(tài)個(gè)數(shù)則是由選擇何種實(shí)驗(yàn)方案來(lái)確定的，新建實(shí)驗(yàn)部分還有2個(gè)可選設(shè)置項(xiàng)分別是設(shè)置實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)及日期和設(shè)置串口連接參數(shù)，這兩項(xiàng)參數(shù)也可以在新建實(shí)驗(yàn)后在系統(tǒng)設(shè)置中進(jìn)行更改。節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)以及節(jié)點(diǎn)狀態(tài)名稱(chēng)也可以在系統(tǒng)設(shè)置中進(jìn)行自定義更改；新建實(shí)驗(yàn)完成后先嘗試打開(kāi)串口，若串口不可用會(huì)有相應(yīng)提示，用戶(hù)可以在系統(tǒng)設(shè)置中重新選擇可用串口以及將各項(xiàng)參數(shù)更改成和協(xié)調(diào)器的一樣；成功打開(kāi)串口后就可以點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕開(kāi)始實(shí)驗(yàn)了；實(shí)驗(yàn)完成后，先后點(diǎn)擊停止與斷開(kāi)串口連接按鈕，接下來(lái)就可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和另存為，以備以后查看歷史數(shù)據(jù)之用。

圖4 系統(tǒng)工作流程

2.5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的一些關(guān)鍵問(wèn)題包括：上位機(jī)串口通信的設(shè)計(jì)以及下位機(jī)和上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)收發(fā)周期的同步2個(gè)方面。

在上位機(jī)串口通信的設(shè)計(jì)上的關(guān)鍵問(wèn)題主要是選擇采用何種方式進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的問(wèn)題。在Matlab環(huán)境中，有查詢(xún)和中斷2種方法對(duì)串口數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取。查詢(xún)方式是一種異步串行通信，它需要不停地查詢(xún)串行口的緩沖區(qū)，一旦有數(shù)據(jù)就進(jìn)行讀取，這種通信方式的優(yōu)點(diǎn)在于編程簡(jiǎn)單，但是由于不能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理以至于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性比較差，而且會(huì)極大地占用系統(tǒng)資源，所以在實(shí)際的應(yīng)用中實(shí)用價(jià)值不高，故本文選擇了中斷方式收發(fā)數(shù)據(jù)。中斷方式主要是通過(guò)對(duì)串口進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)串行通信的，它采用了Matlab的事件驅(qū)動(dòng)以及編寫(xiě)相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)機(jī)制。Matlab常用的串口通信中斷事件有：輸出緩沖區(qū)為空事件、串行口引腳狀態(tài)改變事件、緩沖區(qū)有指定字節(jié)數(shù)目的數(shù)據(jù)可用事件、接收到的數(shù)據(jù)有指定的結(jié)束符事件等［7］。

本文選擇的事件驅(qū)動(dòng)方式是緩沖區(qū)有指定字節(jié)數(shù)目的數(shù)據(jù)可用事件，假定我們指定的字節(jié)數(shù)為n，則當(dāng)串口監(jiān)視到接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中一旦有n個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)時(shí)就即刻激活該事件，然后產(chǎn)生中斷立刻響應(yīng)相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這也要求下位機(jī)向串口寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)保證每次寫(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)一致，當(dāng)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)不夠時(shí)可以用空格補(bǔ)齊。在選擇事件驅(qū)動(dòng)方式的問(wèn)題上，我們也嘗試過(guò)采用接收到的數(shù)據(jù)有指定的結(jié)束符事件，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種方式和緩沖區(qū)有指定字節(jié)數(shù)目的數(shù)據(jù)可用事件效果一樣，這種方式要求下位機(jī)每次向串口寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)必須添加和上位機(jī)接收指定結(jié)束符一樣的自定義字符，譬如我們假定自定義的結(jié)束符是T，則上位機(jī)串口監(jiān)視到發(fā)送上來(lái)的數(shù)據(jù)的末尾有字符T 時(shí)就立刻激活該事件，然后產(chǎn)生中斷調(diào)用相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要來(lái)選擇采用哪種事件來(lái)產(chǎn)生中斷。上面說(shuō)的回調(diào)函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)中斷服務(wù)子程序。Matlab 提供了一個(gè)缺省的instrcallback（obj，event）回調(diào)函數(shù)，其實(shí)這個(gè)函數(shù)是一個(gè)程序模板，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要自定義回調(diào)函數(shù)的函數(shù)名和實(shí)現(xiàn)方式等。

為了在上位機(jī)控制界面實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)繪圖，界面數(shù)據(jù)的更新周期和下位機(jī)終端節(jié)點(diǎn)的無(wú)線發(fā)送周期需要保持一致，這樣能避免數(shù)據(jù)顯示出錯(cuò)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

我們用這套系統(tǒng)分別做了Vicsek 模型一致性算法［8］、有狀態(tài)限制的丟棄型一致性算法［9］以及目標(biāo)跟蹤算法［10］等幾個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)。本文主要介紹一下目標(biāo)跟蹤算法的實(shí)驗(yàn)。這里的目標(biāo)跟蹤算法指的是我們?nèi)藶榈膶⒁粋€(gè)智能體設(shè)定成領(lǐng)導(dǎo)者，而其他智能體則作為跟隨者，跟隨者通過(guò)接收到的鄰居信息并根據(jù)內(nèi)置在智能體中的算法程序在實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后能夠跟在領(lǐng)導(dǎo)者的附近。圖5演示了跟蹤算法的實(shí)驗(yàn)效果。

圖5中的最長(zhǎng)的紅色箭頭代表領(lǐng)導(dǎo)者，藍(lán)色箭頭表示跟隨者，從圖5 （a）中可以看出一開(kāi)始它們都是隨機(jī)分布的，方向和速度大小也都是隨機(jī)的，整體看上去比較雜亂無(wú)章；而從圖5 （b）我們觀察到過(guò)一段時(shí)間后跟隨者慢慢向領(lǐng)導(dǎo)者靠近，方向、位置及速度都在漸漸趨近領(lǐng)導(dǎo)者；最后的圖5 （c）顯示跟隨者在位置上已經(jīng)全部跟在領(lǐng)導(dǎo)者附近，方向趨于相同，速度基本一致，達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。同時(shí)該實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了基于Matlab的緩沖區(qū)有指定字節(jié)數(shù)目的數(shù)據(jù)可用事件驅(qū)動(dòng)的中斷方式能夠穩(wěn)定可靠地進(jìn)行實(shí)時(shí)串行通信，并且由于Matlab環(huán)境下編程簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理及圖形顯示比較方便，大大縮短了控制界面的開(kāi)發(fā)周期。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要介紹了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的多智能體系統(tǒng)一致性仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。下位機(jī)軟件采用C 語(yǔ)言編程；上位機(jī)控制界面則用Matlab Gui編程，之所以選擇Matlab Gui是為了借助Matlab強(qiáng)大的計(jì)算與繪圖功能，同時(shí)由于Matlab Gui比較簡(jiǎn)單易于掌握，可以整體上簡(jiǎn)化上位機(jī)控制界面的編程工作量，從而能極大地提高控制界面的開(kāi)發(fā)效率。本文中上位機(jī)控制系統(tǒng)的界面簡(jiǎn)潔友好，操作便捷，運(yùn)行穩(wěn)定，而且軟件具有良好的可擴(kuò)展性，能夠?qū)崟r(shí)的接收并顯示協(xié)調(diào)器發(fā)送上來(lái)的各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，同時(shí)還能進(jìn)行實(shí)時(shí)的繪圖讓用戶(hù)能夠更加直觀地觀察系統(tǒng)運(yùn)行中各智能體的狀態(tài)變化情況，以及通過(guò)向下發(fā)送命令對(duì)下位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制。本文利用該仿真系統(tǒng)在多個(gè)CC2530－MDK 實(shí)驗(yàn)設(shè)備上運(yùn)行一致性協(xié)議，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了一致性協(xié)議的正確性及在實(shí)際環(huán)境中的可行性，也說(shuō)明了該系統(tǒng)能有效地幫助一致性問(wèn)題的研究。

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