Dissemination实验
一、实验目的
- 学习少量数据在传感网中可靠传递的方法
- 掌握 TinyOS 中 DisseminationValue、DisseminationUpdate 接口和组件的使用
- 理解 Dissemination 的机制
二、实验设备
- 装有 VMware Ubuntu 虚拟机的宿主 PC 机一台；
- 下载器一个；
- 物联网实验综合箱一套（两个以上节点）
三、实验要求
- 实现功能：网络中 root 节点和 node 节点通信并分发数据；
- 实验现象：node 节点接收网络 root 节点数据并分发数据。
四、实验原理
分发协议中的小数据分发是系统提供的一种服务，主要用于实现基于共享变量的网络一致性 (eventual consistency)。网络中的每一次节点都有该变量的一个备份(copy)，这种小数据分发服务会通 知节点该变量值更改的时间，同时交换数据包以达到整个网络的一致性。在任意给定时刻，可能会存 在两个不同节点因为数据时间的不一致性而导致不同意交换数据包，但是随着时间的流逝，不同意交 换数据包的节点数会越来越少，以至于最终整个网络完全依赖于一个共享变量值。网络的高度一致性 能有效避免临时性的链接失效以及高丢包率等网络传输问题。
分发协议与泛洪协议(flooding protocol)不同，泛洪协议主要是离散性网络传输(节点与节点之间不 受某一变量值约束)，它能够终止并且不再达成网络的一致性，小数据分发机制确保网络内部在有可 靠连接的情况下能够达到基于单个变量值的一致性。
分发协议会因为数据项(data item)大小的不同而不同。分发协议可分成两个部分：控制流部分 (control traffic)和数据流部分(data traffic)。其中数据流(data traffic)协议完全依赖于数据项的大小，而 控制流(control traffic)协议大致相同。例如，Deluge 协议是一种重编程协议，以二进制形式分发元数 据（metadata），当网络中的节点发现收到的 metadata 与自身的 metadata 不同时，他们就会意识到自 身原来的二进制信息已经失效了，需要一个新的二进制信息。而 Noverlty 协议在小数据分发一致性模 型上做了很周到的考虑：(an explicit consideration)，该协议致力于让网络中的每一个节点都接纳分发 到网络中的变量值的最新版本。按照这种方式，节点可以通过告诉网络变量值被更新从而促进网络达 成一致。如果有好几个节点决定更新变量值，小数据分发协议就可以确保网络只需要一次更新便可以 确保达成一致。
网络的这种一致性并不意味着每一个节点都能够接收到变量值，这种一致性仅仅表示网络最终 会在哪个变量值最新这个问题上达成一致。如果有一个节点从网络中断开并且此后网络经过多次更 新才得到共享变量，则当该节点重新加入网络后，它所接收到的变量值只会是最后一个更新所得到的 变量值。
能够将小数据分发到整个网络中，这对于无线传感器网应用而言是重要的组成部分。它允许管理 员向网络中插入小段程序，命令以及配置字。
五、实验步骤
1、完成硬件连接；
2、、打开虚拟机，进入到 VScode 显示 opt/tinyos-2.x/apps/cc2530_app/net-dissmission 目录下创建项目 目录，并新建应用程序文件，包括配置文件 Makefile，配线组件 TestDisseminationAppC.nc 和模块组 件 TestDisseminationC.nc
3、修改Makefile文件一个root节点和两个node分别如下：
Root的address改为，group改为学号17，channel按要求计算得到0B：
Node1的address改为abcd：
Node2的address改为1234：
4、编译程序并烧录：
在终端输入make cc2530zn和make cc2530zn install：
5.通过利用串口通过root节点发送信息，观察节点现象：
- 串口输出和抓包
Node节点串口输出：
抓包：
六、思考、测试、回答
- Dissemination 协议是怎么回事？简要回答原理；
答：DisseminationValue接口使节点接受分发来的数据，DisseminationUpdate产生分发的数据。网络中的每一次节点都有该变量的一个备份(copy)，这种小数据分发服务会通 知节点该变量值更改的时间，同时交换数据包以达到整个网络的一致性。在任意给定时刻，可能会存 在两个不同节点因为数据时间的不一致性而导致不同意交换数据包，但是随着时间的流逝，不同意交 换数据包的节点数会越来越少，以至于最终整个网络完全依赖于一个共享变量值。
- LED 什么情况下点亮和熄灭？
答：root发送一次数据led灯翻转，node接收一次数据led翻转。
- 尝试将自己的学号后四位的 16 进制值（例如 7233，则发送 0x48、0x21）传给 node，再串口传给 PC。
答：学号为7217，发送48 11
根据计算CRC码：F7 AF
实验结果：
- 将 msg_head.tab0 的值改为其他值（比如 52），再修改其他地方，让整个协议能够正常运行？
答：
改动如下：
if(byte == 0x52 && dlen == 0){
tab = 0;
buf[0] = 0x52;
}
- 尝试：root 下发命令控制 node 节点的 LED 闪烁次数（比如下发数据 0x03，node 节点闪烁 3 次后 熄灭）
答：这个我们只需要将3中填班级的数据改为闪烁次数即可，在在代码中利用循环延长闪烁时间：
七、实验总结
通过这次实验我了解了少量数据在传感网中可靠传递的方法 ，也学习掌握了TinyOS 中 DisseminationValue、DisseminationUpdate 接口和组件的使用，整体实验不算很难，但是需要仔细去思考去理解才能做好思考题。同时代码间缺少注释这导致代码看懂有点困难，还是请教其他同学才进一步弄懂了代码。
