1.3.3 OPNET网络建模、仿真软件概述

OPNET是目前功能最强大的商用网络建模和性能仿真软件平台，包括Modeler、ITGuru、SPGuru、WDMGuru、ODK等一系列产品。OPNET Modeler主要用于各种网络模型的建立和仿真，其宗旨是为了Accelerating Network R&D（加速网络研发）。为支持和推进大学等科研机构的教学和科研，OPNET专门提供了免费的大学计划版本，本论文的研究工作采用了葡萄牙波尔图大学的OPNET Modeler大学计划版本。

1.3.3.1 OPNET Modeler的优点

与其它现有的网络开发工具相比，OPNET Modeler在网络建模与仿真领域具有如下独特的优点：

（1）简单明了的建模方法

Modeler建模过程分为3个层次：过程（process）层次、节点（Node）层次以及网络（Network）层次。在过程层次模拟单个对象的行为，在节点层次中将其互连成设备，在网络层次中将这些设备互连组成网络。几个不同的网络场景组成“项目”，用以比较不同的设计方案。这也是Modeler建模的重要机制，这种机制有利于项目的管理和分工。

（2）有限状态机

在过程层次使用有限状态机来对协议和其他过程进行建模。在有限状态机的状态和转移条件中使用C/C++语言对任何过程进行模拟。用户可以随心所欲地控制仿真的详细程度。有限状态机加上标准的C/C++以及OPNET本身提供的400多个库函数构成了Modeler编程的核心。OPNET称这个集合为Proto C语言。支持400多个库函数以及书写风格简洁的协议模型。OPNET的核心已经嵌入了众多协议，因此对于很多协议，无需进行额外的编程。Modeler中源码全部开放，用户可以根据自己的需要添加、修改已有的源码。

（3）高效的仿真引擎

使用Modeler进行开发的仿真平台，使仿真的效用相当高。Modeler仿真结果的显示界面十分友好，可以轻松刻画和分析各种类型的曲线，也可将曲线导出到电子表格中。Modeler可以在仿真中或仿真后显示模型行为的动画，使得仿真平台具有很好的演示效果。快速地验证仿真或发现仿真中存在的问题，OPNET本身有自己的调试工具——OPNET Debugger（ODB）。另外，OPNET在Windows平台下还支持和编程语言VC的联合调试。

1.3.3.2 OPNET Modeler网络建模、仿真的一般步骤：

（1）确定模型需要解决的问题

（2）创建原始模型，原始模型不需要特别完善，只要能回       答一些问题即可

（3）验证模型，以获得一定的“等同性”

（4）增强模型，对模型作出修改，以解答未来的问题。

（5）设置仿真参数以及条件，运行仿真，查看并分析结果

（6）发布结果

 OPNET Modeler 网络建模和仿真的一般步骤

1.4  本文研究背景意义和内容

结构健康监测是采用智能材料结构的新概念，利用集成在结构中的先进传感/驱动元件网络，在线实时地获取与结构健康状况相关的信息(如应力、应变、温度等)，结合先进的信息处理方法和复合材料力学建模方法，提取特征参数，识别结构的状态，包括损伤，从而实现结构健康自诊断，以保证结构的安全和降低维修费用。

在工程结构健康监测中应用无线传感器网络技术，可以大大减少器件引线数量，从而大大降低引线的复杂程度及由此带来的结构重量的增加；可将无线传感器方便地安装于结构形状比较复杂，不便于引线的部位；由于无线传感器网络节点具有局域信号处理功能，很多信号信息处理工作可在传感节点附近局部完成，将大大减少所需传输的信息量，并将原来由中央处理器实现的串行处理、集中决策的系统，变为一种并行的分布式信息处理系统，将大大提高监测系统的运行速度及决策的可靠性。