基于OPNET的网络化消防报警系统仿真研究

摘要

随着网络技术的迅速发展和企业网络应用的不断升级，网络设计者面临着以下主要问题：如何高效地建立网络模型，如何设计新的网络应用协议，如何对现有网络模型做出修改以提高其性能等。利用OPNET Modeler仿真软件进行网络建模和仿真，并进一步分析、评估网络，测试、改进网络通信协议，优化网络通信性能等对构建性能良好的网络系统具有非常重要的指导意义。 近年来，国内经济与工业化进程得到迅速发展。安全生产是任何企业生产过程中都必须考虑的一个重要环节，消防报警为企业消防安全提供了重要保障。随着网络体系的逐渐形成，企业的消防监控指挥中心与各个厂区可组成一个网络体系。当发生火灾时，消防监控指挥中心能及时接收到区域级报警系统上报的火灾信息，并给出相应的救灾方案，从而构建一个安全的消防防范网。 本课题来源于某钢铁公司的网络化消防报警工程。该消防报警系统构建之前，若干个厂家开发的区域级消防报警系统已投入实际应用，每个单元区域都采用了不同类型的监控设备，并且都制定了各自的网络通信协议。网络化消防报警系统是针对整个企业网络体系的消防事件进行监控与处理，所以必须依靠通用协议转换网关来协调单元区域的各种网络通信协议，从而实现整个网络内报警信息的共享。为了构建性能良好的消防报警系统和研究系统开发的可行性，需要事先测试协议转换网关的性能和网络通信的瞬间高峰流量等情况，为系统开发人员做出决策提供帮助。本文利用OPNET Modeler网络仿真工具建立网络化消防报警系统的仿真模型，针对实际应用中可能出现的多种情况来运行仿真模型，并收集各种情况下的仿真结果，最后通过分析仿真结果来评估系统的网络通信性能和研究系统开发的可行性，这种利用仿真技术的研究方法对网络化系统的开发与实现具有一定的可借鉴之处。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题背景

1.2研究现状

1.2.1消防报警系统的发展历史

1.2.2消防报警技术的国内外研究现状

1.2.3网络仿真技术

1.3课题来源及本文所做的工作

1.3.1课题来源及意义

1.3.2本文所做的工作

第二章OPNET Modeler网络仿真软件

2.1 OPNET Modeler仿真软件简介

2.2 OPNET Modeler仿真环境介绍

2.2.1项目编辑器

2.2.2进程建模编辑器

2.2.3节点建模编辑器

2.2.4包格式编辑器

2.3 OPNET Modeler仿真流程

2.3.1建立仿真模型(Model)

2.3.2配置网络拓扑(Topology)

2.3.3配置业务(Traffic)

2.3.4收集结果统计量(Statistics)

2.3.5运行仿真(Simulation)和查看仿真结果

2.3.6调试模块再次仿真(Re-simulation)

2.3.7发布结果和拓扑报告(Report)

第三章网络化消防报警系统的网络通信协议

3.1 TCP协议介绍

3.1.1 TCP包格式

3.1.2 TCP连接的建立和拆除

3.1.3 TCP状态转换图

3.2网络化消防报警系统的网络通信协议

3.2.1网络协议转换网关

3.2.2网络通信协议的报文类型

3.2.3网络通信协议的报文格式

3.2.4网络通信流程

第四章网络化消防报警系统仿真模型的建立

4.1创建项目并进行初始化设置

4.2定义包格式

4.3定义链路模型

4.4创建进程模型

4.4.1单元区域处理机进程建模

4.4.2消防监控指挥中心处理机进程建模

4.5建立节点模型

4.5.1建立通用单元区域节点模型

4.5.2建立消防监控指挥中心节点模型

4.6创建网络模型

第五章网络仿真与结果分析

5.1配置参数与仿真

5.2分析仿真结果

5.2.1传输延时

5.2.2链路利用率

5.2.3传输误码率

5.2.4信道吞吐量与信道流量

5.2.5系统性能的总体评价

第六章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的主要科研项目

致 谢