Cooja Simulator拾遗

Posted 2020-07-27

Cooja Simulator拾遗

摸索了一段Cooja模拟器，前面也转发了几篇文章，也都涉及了cooja仿真模拟的例子，在译文环境搭建及开发流程（官网翻译Get Started）中，也涉及了cooja的基本用法。其实自己多摸索摸索，简单的功能和用法还是能搞定。当然cooja功能还是很强大，例如串口，控制脚本这些，不是轻易能弄懂学会。

不得不说Cooja的资料非常少，很多资料都只是一些简单的用法，而且还是英文的，想要找一些全面彻底的资料还是很难。这里汇总一下有关cooja的东西，不涉及用法，也不系统，只是一些从资料或者是自己摸索出的点，觉得对理解cooja有一定的帮助。

1、Cooja不是一开始就有的，出现于2006年，被整合进contiki 2.0及后续版本

2、Cooja是Contiki over Java的缩写，也即cooja是基于java开发的，运行cooja需要java1.6以上环境

3、Cooja和Contiki通过JNI（java native interface）连接在一起，允许被仿真的应用在一个真是的contiki系统上运行

4、Cooja和仿真节点的交互是通过插件plugins完成的，如timeline、collectview、network，我们在cooja用到的功能模块都是一个个的插件

5、Cooja中运行的Contiki程序，要么是在本地主机CPU编译，要么在MSP430模拟器上编译

6、Cooja仿真器主要的设计目标是扩展性，为此使用了接口（Interface）和插件（Plugins）。一个接口呈现了一个传感节点的属性或设备，如一个状态、一个按钮或是一个无线收发器。一个插件被用来在仿真和仿真节点间交互，如控制仿真速度或是查看所有的网络流量。所有新的插件和接口都可以容易的创建和添加到仿真环境中。仿真器中许多其他部分，如负责发送无线网络数据的radio medium，也能够被实施和添加到仿真器。通过在一个仿真中同时支持几个不同的仿真环境，在异构网络中，不同的硬件平台可以被真。

7、Cooja支持指令级别、系统级别和应用级别的仿真．指令级别的仿真对于开发需要直接与硬件交互的驱动程序很有帮助。由于它需要模拟硬件的细节，所以复杂度较大，运行速度较慢。应用级别（或网络级别）的仿真主要用来仿真网络协议（比如路由协议）．它不需对节点硬件进行模拟，关注的重点在于节点之间的交互．它复杂度相对较小，运行速度较快，但是缺乏对节点内部细节的描述．系统级别的仿真能平衡两者的优缺点．ＣＯＯＪＡ能同时进行上述３种级别的仿真，即在同一个网络中可以同时存在３种不同类型的节点．不同类型的节点可以关注不同的仿真需求，同时在整体上保持较快的仿真速度。

8、Cooja中每一个被仿真的项目可以被存储在后缀为.csc的文件中，csc全称即cooja simulation configuration

9、csc文件包括了模拟环境、插件、节点及位置等信息，还包括随机种子和无线电媒介等信息

10、csc是基于xml的，可以直接打开看到一些有关仿真的信息

11、Cooja中一个被仿真的contiki传感节点（mote）是一个实际的被编译和正在执行的contiki系统。该系统被cooja控制和分析，是这样被执行的:为本地平台编译contiki作为一个共享库，并使用java native Interfaces（JNI）将该库加载到java。在同一个cooja仿真中可以编译和加载几个不同的contiki库，代表不同类型的传感节点（异构网络）。Cooja通过一些函数控制和分析一个contiki系统。例如，模拟器通知contiki系统处理一个事件，或是获取整个contiki系统内存进行分析。这种途径赋予了模拟器对被模拟系统的完全控制。不幸的是，使用JNI也有一些恼人的副作用。最显著的是对扩展工具的依赖，如编译器和连接器以及它们运行时参数。

12、Cooja最初在Cygwin/Windows和Linux平台被开发，但之后被移植到MacOS。

13、对于在windows下进行开发，推荐使用Cygwin，当然，官方的开发环境instant contiki是最方便的

14、在cooja 出现之初，还需要对其进行配置，在一些老的资料中有提及，但现在直接在instant contiki环境下打开就可直接进行程序模拟，提醒大家看到时不要被弄迷糊了

15、cooja中提供两种无线电模型DGRM和UDGM，对于这个不是太懂，不知道有什么玄妙在里面，一般使用的UDGM

16、 DGRM 可以人工增加节点间的连通性，在RPL objective function & simulation using DGRM model in cooja中用的是DGRM

17、UDGM（Unit Disk Graph Model），无线电范围随着无线电能量的增加而增大，收发率可以通过UDGM配置

18、UDGM在建立仿真的时候有两种子模型：distance loss和constant loss，前者在RF范围丢包率随距离变化，距离越远，丢包率越大；后者在RF范围丢包率恒定

写之前感觉有必要总结一下，写完了感觉没什么实质的东西。这里也只是一些点，帮助理解cooja，具体用法可参看前面的文章+自己摸索。