NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

106 597 0
NGHIÊN CỨU CÁC THÔNG SỐ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ SỬ DỤNG  PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY, Ứng dụng của mạng cảm biến không dây, Các giải pháp kỹ thuật mạng lõi của mạng cảm biến không dây, Đánh giá một số tham số chất lượng dịch vụ mạng cảm biến không dây.

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM DOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1 Giới thiệu mạng cảm biến không dây 1.2 Mô tả hệ thống .5 1.2.1 Mô tả hệ thống tổng quát 1.2.2 Hệ thống WISENET 1.2.2.1 Giới thiệu hệ thống WISENET .7 1.2.2.2 Sơ đồ hệ thống WISENET 1.2.2.3 Các tiêu chuẩn áp dụng 10 1.3 Đặc điểm mạng cảm biến không dây 11 1.3.1 Kích thước vật lý nhỏ 11 1.3.2 Hoạt động đồng thời với độ tập trung cao 11 1.3.3 Khả liên kết vật lý phân cấp điều khiển hạn chế 11 1.3.4 Tính đa dạng thiết kế sử dụng .12 1.3.5 Hoạt động tin cậy .12 1.4 Các nhân tố ảnh hưởng đến mạng WSNs 12 1.4.1 Tiêu thụ nguồn mức thấp 12 1.4.2 Chi phí thấp 13 1.4.3 Mức độ khả dụng 14 1.4.4 Kiểu mạng 14 1.4.5 Bảo mật .15 1.4.6 Thông lượng liệu 17 1.4.7 Trễ tin 18 1.4.8 Tính di động .18 1.5 Kết luận .18 Chương 2: Ứng dụng mạng cảm biến không dây .19 2.1 Các mô hình phân bố 19 2.2 Ứng dụng mạng cảm biến không dây 20 2.2.1 Giám sát điều khiển công nghiệp 20 2.2.2 Tự động hóa gia đình điện dân dụng 25 2.2.3 Cảm biến quân .27 2.2.4 Cảm biến y tế giám sát sức khỏe 29 2.2.5 Cảm biến môi trường nông nghiệp thông minh 30 2.3 Kết luận .33 Chương 3: Các giải pháp kỹ thuật mạng lõi mạng cảm biến không dây 34 3.1 Kỹ thuật truyền dẫn không dây 34 3.1.1 Quá trình truyền sóng 34 3.1.2 Điều chế tín hiệu 36 3.1.3 Công nghệ không dây 38 3.1.3.1 Bluetooth 39 3.1.3.2 WLAN .39 3.1.3.3 ZigBee 42 3.1.4 Kết luận 43 3.2 Giao thức điều khiển truy cập .44 3.2.1 mô hình giao thức cho WSNs 44 3.2.2 Giao thức MAC 45 3.2.2.1 Các thông số 46 3.2.2.2 Các giao thức chung 49 3.2.2.3 Nghiên cứu trường hợp SENSOR-MAC 58 3.3 Các giao thức định tuyến 65 3.3.1 Các kỹ thuật định tuyến .67 3.3.2 Flooding biến thể 68 3.3.3 Các giao thức định tuyến thông qua thỏa thuận 70 3.3.4 Phân nhóm phân bậc tương thích, lượng thấp 73 3.3.5 Tập trung hiệu công suất hệ thống thông tin cảm biến .75 3.4 Kết luận Chương 4: Đánh giá số tham số chất lượng dịch vụ mạng .77 4.1 Mô tả kịch mô 77 4.2 Mô tả mã lập trình mô .78 4.2.1 Thiết lập kênh tượng kênh liệu 78 4.2.2 Thiết lập giao thức MAC cho kênh Phenomenon 78 4.2.3 Thiết lập node Phenomenon 78 4.2.4 Thiết lập tốc độ kiểu xung Phenomenon 79 4.2.5 Định hình node cảm biến 79 4.2.6 Thiết lập node non-sensor 80 4.2.7 Gắn kết tác nhân cảm biến 80 4.2.8 Gắn kết tác nhân UDP ứng dụng cảm biến cho node 80 4.2.9 Khởi động ứng dụng cảm biến 81 4.3 Thực mô 81 4.3.1 Viết mã chạy mô 81 4.3.2 Tính toán kết 83 4.3.3 Tính tỷ lệ mẩt gói udp lớp giao .84 4.3.4 Tính độ trễ gói 86 4.3.5 Tính tốc độ udp trung bình 88 4.4 Đánh giá kết đạt sau mô 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .94 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Từ viết tắt Tiếng Anh Nghĩa tiếng Anh Tiếng việt Nghĩa tiếng Việt ADC Analogue/Digital converter Bộ chuyển đổi tương tự / số ACK Acknowledge Xác nhận gói AES Advanced Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến AODV Ad Hoc On-Demand Distance- Định tuyến dựa vào chuỗi Vector hướng theo yêu cầu tạm thời AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ API Application program interface Hệ giao tiếp lập trình ứng dụng ARC Adaptive transmitssion rate control Điều khiển tốc độ truyền dẫn thích ứng ARQ Automatic repeat request Cơ chế sửa lỗi yêu cầu lặp lại tự động ASK Amplitude Shift Keying Điều biên BE Back-off Exponent Thời gian chờ để truy cập BER Bit error rate Tỷ lệ lỗi bit BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát sở CAP Contention Access Period Thời gian tranh chấp truy cập CCA Clear Channel Assessment Ước định kênh truyền thống CFP Contention Free Period Thời gian tranh chấp tự CID Cluster Indentity Mã xác nhận Cluster CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy cập cảm biến sóng mang CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Đa truy cập cảm biến sóng mang tránh đụng độ Đa truy cập cảm biến sóng Collision Detection mang phát đụng độ CTS Clear to send Sẵn sàng nhận CW Congestion Window Cửa sổ tranh chấp DLL Data Link Layer Lớp liên kết liệu DSDV Destination-Sequenced Distance- Định tuyến theo chuỗi Vector hướng với đích DSR Dynamic Source Routing Giao thức định tuyến nguồn động DSSS Direct Sequence Spread Spectrum Trải phổ chuỗi trực tiếp FDMA Frequency division multiple access Đa truy nhập phân chia theo tần số FEC Forward error correction Cơ chế sửa lỗi trước FHSS Frequency Hopping Spread Trải phổ nhảy tần Spectrum FIFO First in First out Vào trước trước FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Keying Điều tần GPS Global Possition System Hệ thống định vị toàn cầu HVAC Heating, Ventilation and Air Nhiệt, thông điều kiện Condition không khí HTTP HyperText Tranffer Protocol Giao thức truyền siêu văn IEEE Institute of Electrical and Electronics Viện kỹ thuật Điện Điện Tử Engineers ISM band Industrial, Scientific and Medical Dải tần sử dụng cho ứng band dụng công nghiệp, khoa học y học LAN Local Area Network Mạng nội LEACH Low energy adaptive clustering Phân cấp cụm thích ứng với hierarchy lượng thấp LLC Logic Layer Control Lớp điều khiển logic MAC Medium access control Điều khiển truy nhập môi trường truyền dẫn MANET Mobile ad hoc network Mạng di động ad hoc (tạm thời, sở hạ tầng) ME Minimum energy Năng lượng tiêu thụ cực tiểu MECN Minimum energy communication Mạng truyền thông với network lượng cực tiểu MH Minimum hop Số bước nhảy cực tiểu NAM Network AniMator Mô tả mạng hình ảnh động NAV Network Allocation Vector Vector phân phối mạng NB Number of Back-off Số lần Back-off NS-2 Network Simulator version Mô mạng phiên Otcl Object-oriented tool command Ngôn ngữ điều khiển lệnh language hướng đối tượng PA Power available Mức lượng PDA Peronal Digital Assitant Trợ tá số cá nhân PHY Physic layer Lớp vật lý PM Phase Modulation Điều chế pha PSK Phase Shift Keying Điều pha QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QoS Quality of service Chất lượng dịch vụ REQ Request message Bản tin yêu cầu RERR Route error packet Gói báo lỗi tuyến RFID Radio Frequency Identify Device Thiết bị nhận dạng sóng vô tuyến SPIN Sensor Protocols for Information via Giao thức thông tin cảm biến Negotiation thông qua thỏa thuận RKE Remote Keyless Entry Nhập khóa từ xa RREP Route reply packet Gói đáp ứng yêu cầu tuyến RREQ Route request packet Gói yêu cầu tuyến RS-232 Serial Radio Link - 232 Liên kết vô tuyến nối chuẩn RS-232 SAP Service Access Point Điểm truy cập dịch vụ SAR Sequential assignment routing Định tuyến định liên tục S-MAC Sensor MAC Giao thức MAC cho cảm biến SMECN Small minimum energy Mạng truyền thông với communication network lượng cực tiểu loại nhỏ Self Organizing MAC for Sensor Giao thức MAC tự tổ chức cho network mạng cảm biến SMP Sensor management protocol Giao thức quản lý sensor SNR Signal to Noice Ratio Tỷ số nhiễu tín hiệu SPIN Sensor protocols for information via Các giao thức thông tin sensor negotiation thông qua thỏa thuận Sensor query and data dissemination Giao thức truy vấn sensor protocol phổ biến số liệu Structure Query Language Ngôn ngữ truy vấn theo cấu SMACS SQDDP SQL trúc SQTL Sensor query and tasking language Ngôn ngữ truy vấn đặt nhiệm vụ sensor SSF Scalable Simulation Framework Cơ cấu mô mở rộng TADAP Task assignment and data Giao thức phân nhiệm vụ advertisement protocol quảng cáo số liệu Transmission Control Giao thức điều khiển truyền Protocol/Internet Protocol dẫn/giao thức Internet Time division multiple access Đa truy nhập phân chia theo TCP/IP TDMA thời gian TORA WINS Temporally Ordered Routing Định tuyến thuật toán tìm Algorithm đường theo thời gian Wireless Integrated network sensors Mạng thiết bị cảm biến tích hợp thiết bị thu phát không dây WISENET Wireless Sensor NETwork Hệ thống mạng sensor không dây WISENET WLAN Wireless local area network Mạng cục không dây WSN Wireless sensor network Mạng cảm biến không dây DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu 3.1 Tên bảng Một số suy hao đường truyền vật liệu làm nhà theo tần số Trang 35 3.2 So sánh giao thức 39 3.3 So sánh đặc tính chuẩn IEEE 802.11b/g IEEE 802.11a 41 4.1 Tỷ lệ gói udp theo số lượng node cảm biến 85 4.2 Độ trễ gói cực đại, cực tiểu trung bình 86 4.3 Tốc độ cực đại, tốc độ cực tiểu tốc độ trung bình 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình Trang 1.1 Mô hình triển khai node cảm biến không dây 1.2 Các thành phần node cảm biến 1.3 Sơ đồ hệ thống WISENET 1.4 Trình tự hoạt động Server 1.5 Các thành phần hạt Sensor 10 2.1 Dạng WSNs, liên kết multipoint-to-point, multihop dùng định tuyến động 19 2.2 Dạng WSNs liên kết point-to-point, Star định tuyến tĩnh 20 2.3 Các ứng dụng công nghiệp 21 -PHENOMChannel "off" 4.2.7 Gắn kết tác nhân cảm biến Lệnh tạo tác nhân cảm biến cho node cảm biến gắn kết tác nhân với node tương ứng Ngoài ra, phải tất gói tin đến từ kênh Phenome nhận Sensor Agent.Ví dụ: set Sensor ($i) [new \ Agent/SensorAgent] $ns attach-agent $node ($i) \ $Sensor ($i) [$node ($i) set ll (1)] \ up-target $Sensor ($i) 4.2.8 Gắn kết tác nhân UDP ứng dụng cảm biến cho node Việc node cảm biến phản ứng chúng phát tượng mục tiêu định nghĩa ứng dụng cảm biến Ví dụ chúng thông báo thông tin tượng tới điểm thu thập liệu qua UDP Thí dụ sau minh hoạ việc thiết lập ứng dụng cảm biến: set src ($i) [new Agent/UDP] $ns attach-agent $node ($i) \ $src ($i) $ns connect $src ($i) $sink set app ($i) [new \ Application/SensorApp] $app ($i) attach-agent $src ($i) 4.2.9 Khởi động ứng dụng cảm biến Nút cảm biến nhận gói Phenom Sensor Agent gắn tới node Nhưng node có phản ứng ứng dụng cảm biến gắn kết khởi động $ns at 5.0 "$app ($i) start \ $Sensor ($i)" 4.3 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG 4.3.1 Viết mã chạy mô Các tuỳ chọn môi trường mạng khai báo sau: set val(prop) Propagation/TwoRayGround; #Kiểu phát vô tuyến ;#Kiểu giao tiếp mạng set val(netif) Phy/WirelessPhy set val(mac) ;#Kiểu MAC Mac/802_11 ;#Kiểu tượng MAC set val(PHENOMmac) Mac Queue/DropTail/PriQueue set val(ll) LL set val(ant) Antenna/OmniAntenna ;#Kiểu hàng đợi set val(ifq) ;#Kiểu lớp liên kết số liệu ;#Kiểu antent ;#Số gói max hàng đợi set val(ifqlen) 50 set val(nn) ", $totalnodes-1," set val(rp) AODV ;#Tổng số node cảm biến, ;#Giao thức định tuyến set val(x) 1000 ;#Chiều dài đồ (m) set val(y) 1000 ;#Chiều rộng đồ (m) Trong phần chương trình (Main Program) định nghĩa tên File số liệu đầu (Trace, NAM) thực thiết lập kênh, nút, giao thức, tác nhân, ứng dụng, mô hình Phenomenon [7], [9], [11], [12], [13], [14], [15], [16] Các công việc cần thiết khác cần thực chương trình thiết lập tọa độ cho nút khai báo thời gian mô kiện xảy thời gian mô Ví dụ: a) Các lệnh sau thiết lập tọa độ (m) cho nút node_1 (x,y) = (1,1) node_2 (x,y) = (101,1): $node_(1) set X_ $node_(1) set Y_ $node_(2) set X_ 101 $node_(2) set Y_ b) Lệnh sau khai báo kiện thời điểm 0,01 giây, nút node_0 (Phenomenon) di chuyển đến tọa độ (x,y) = (470.316697379992, 107.25415624008) với tốc độ 200,0 (đơn vị tốc độ định nghĩa NS-2): $ns_ at 0.01 "$node_(0) setdest 470.316697379992 107.25415624008 200.0" c) Tính toán khoảng node: $cols = floor(sqrt($totalnodes)); $rows = ceil($totalnodes / $cols); $colinterval = floor($width / ($cols-1)) - 1;# Khoảng cách hai node cột $rowinterval = floor($height / ($rows-1)) - 1;# Khoảng cách hai node dòng Ngoài ra, có định nghĩa màu nút, thông báo hình công tác, v.v Sau có tập mã đầu vào lưu file wsnet.tcl , bắt đầu chạy mô lệnh: ns wsnet.tcl cửa sổ công tác Chương trình chạy vài phút đến nhiều tuỳ theo số nút mạng Sau chạy xong, ta quan sát hình ảnh triển khai mạng ứng dụng NAM NS-2 [7], [9], [11], [12], [13], [14], [15], [16] Hình 4.1 cửa sổ quan sát mô ứng dụng NAM với số nút Sensor triển khai 100 phạm vi 1000×1000m, node tượng, thời gian mô 20s với giao thức định tuyến AODV Hình 4.1: Quan sát mô ứng dụng NAM 4.3.2 Tính toán kết Sau chạy xong mô NS-2, việc phân tích file Trace Mô sử dụng loại Trace với định dạng trường sau: [sự kiện] [thời gian] [số thứ tự nút] [mức Trace] [số thứ tự gói] [kiểu gói] [kích thước gói] Trong đó, kiện trường kiện gồm r (nhận gói), s (gửi gói), D (mất gói), f (chuyển tiếp gói); trường thời gian thời điểm xảy kiện; trường mức Trace kiện thuộc phạm vi (mức độ) mô (tác nhân (như udp), lớp liên kết số liệu (MAC) hay mức vật lý, ) Với yêu cầu tính toán trường hợp này, ta cần quan tâm tới trường này, trường sau có định dạng tuỳ theo mức Trace kiểu gói Ví dụ với mức Trace MAC kiểu gói PHENOM (tín hiệu tượng) trường [thời gian chuyển] [địa MAC] [Kiểu tượng] Ví dụ đoạn file Trace mạng 40 node cảm biến sau: s 3.340224734 _21_ MAC - RTS 44 [7de 1b 15 0] r 3.340577284 _27_ MAC - RTS 44 [7de 1b 15 0] s 3.340587284 _27_ MAC - CTS 38 [6a4 15 0] r 3.340891834 _21_ MAC - CTS 38 [6a4 15 0] s 3.340901834 _21_ MAC - 24 udp 172 [13a 1b 15 800] - [9:1 41:0 26 27] r 3.342278384 _27_ MAC - 24 udp 120 [13a 1b 15 800] - [9:1 41:0 26 27] s 3.342288384 _27_ MAC - ACK 38 [0 15 0] r 3.342303384 _27_ RTR - 24 udp 120 [13a 1b 15 800] - [9:1 41:0 26 27] f 3.342303384 _27_ RTR - 24 udp 120 [13a 1b 15 800] - [9:1 41:0 25 33] Công việc phân tích file Trace thực qua hai bước: - Tách file Trace: Mục đích việc tách file Trace lấy loại gói trường cần thiết cho việc tính toán kết - Tính toán kết quả: thực tính toán kết phần tách 4.3.3 Tính tỷ lệ gói udp lớp giao - Công thức tính tỷ lệ gói udp: Tỷ lệ gói udp = – (Số gói udp nhận/số gói udp gửi) - Tách số liệu nhận gửi điểm thu Sink: Sử dụng lệnh sau cygwin/X để tách lấy kiện nhận gói udp điểm thu Sink (trong file Trace wsnet.tr) để tính số gói udp nhận $ cat wsnet.tr | grep "AGT" | grep "udp" | grep ^r | awk ' { printf ("%c\t%f\t%s\t%s\t%d\t%s\t%d\n", $1,$2,$3,$4,$6,$7,$8)} ' > nhanudp.txt $ cat wsnet.tr | grep "AGT" | grep "udp" | grep ^s | awk ' { printf("%c\t%f\t%s\t %s\t%d\t%s\t%d\n",$1,$2,$3,$4,$6,$7,$8)} ' > guiudp.txt Bảng 4.1: Tỷ lệ gói udp theo số lượng node cảm biến Số lượng Số gói udp gửi từ Số gói nhận node cảm node cảm điểm thu biến 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 biến 184 289 441 572 626 754 915 967 1139 1174 1403 1555 1620 1805 1845 2041 2214 2043 2486 Sink 184 288 441 567 621 742 869 904 503 646 384 114 26 73 14 47 139 11 Tỷ lệ gói udp 0.003460 0.008741 0.007987 0.015915 0.050273 0.065150 0.558385 0.449744 0.726301 0.926688 0.983951 0.959557 0.997832 0.993141 0.978771 0.931963 0.995575 Hình 4.2: Đồ thị tỷ lệ gói lớp giao vận 4.3.4 Tính độ trễ gói (s) - Công thức độ trễ gói udp: Độ trễ gói = Thời điểm nhận – Thời điểm gửi Bảng 4.2: Độ trễ gói cực đại, cực tiểu trung bình Số lượng node cảm biến 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Độ trễ cực đại 2.118961 2.267924 1.176684 2.257699 1.489998 4.539861 7.988922 10.018941 16.319756 18.401416 18.377152 18.137422 7.069353 18.396197 6.056735 12.326229 17.322686 Độ trễ cực tiểu 0.004831 0.002173 0.002174 0.004896 0.002154 0.007049 0.002154 0.002154 0.002889 0.003889 0.006547 0.039260 0.008996 0.008495 0.284054 0.021033 0.539750 Độ trễ trung bình 0.063042 0.067624 0.052597 0.074790 0.044339 0.281901 0.755690 1.127731 3.948794 4.308794 4.930560 7.096495 1.158788 5.775821 3.999372 6.567604 8.373938 380 400 16.414597 10.592491 0.009300 0.102936 7.007174 2.758421 Hình 4.3: Đồ thị độ trễ gói udp cực đại, cực tiểu trung bình Hình 4.4: Đồ thị độ trễ gói udp trung bình theo số lượng node cảm biến 4.3.5 Tính tốc độ gói udp trung bình (kbps) - Sử dụng lệnh sau cygwin/X để tính tốc độ số liệu tức thời ghi vào file datarate.txt $ cat nhanudp.txt | awk ' { dif= $2 - old2; if(dif>0) printf("%f\t%f\n",$2,0.960/dif);old2=$2; }' > datarate.txt Bảng 4.3: Tốc độ cực đại, tốc độ cực tiểu tốc độ trung bình Số lượng node cảm biến 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 Tốc độ thu số Tốc độ thu số Tốc độ thu số liệu liệu cực đại liệu cực tiểu trung bình 345.448003 396.858206 378.250591 393.603936 393.926959 397.186595 397.186595 397.022333 397.022333 397.022333 397.186595 397.022333 225.457961 390.720391 6.973855 34.531132 397.186595 397.186595 58.443930 1.244946 1.276056 0.950297 1.092742 1.377011 0.743840 0.406493 0.352261 0.564392 0.237893 0.475326 0.156104 0.069972 0.257825 0.068026 0.129143 0.150505 0.361451 0.101691 26.608275 47.110937 54.519053 60.582764 89.892454 89.086452 137.254866 127.033017 111.799155 130.268487 155.153009 119.839600 20.238568 45.452702 2.059487 4.443977 113.371593 114.313422 14.407393 Hình 4.5: Đồ thị tốc độ số liệu nhận điểm thu Sink Hình 4.6: Đồ thị tốc độ số liệu trung bình nhận điểm thu Sink 4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC SAU MÔ PHỎNG Qua đồ thị xây dựng từ mô trên, ta thấy tham số tập tham số chất lượng dịch vụ QoS mạng cảm biến không dây có độ biến động tương đối lớn mật độ tăng (số lượng node tăng) Khi tăng dần số node mạng đến số lượng định độ trễ, tốc độ thu số liệu tỷ lệ gói có xu hướng tăng, tốc độ thu số liệu cực đại lại ổn định Như vậy, ta nhận thấy có khoảng tăng số node cảm biến mạng (hay tăng mật độ node cảm biến): 1- Khoảng thứ nhất: Khoảng từ 40 đến 120 node (tương đương với 40 – 120 node/km2), độ trễ tỷ lệ gói, tốc độ thu số liệu nhỏ, ổn định nên thông tin cảm biến tượng 2- Khoảng thứ hai: khoảng từ 120 đến 200 node (120 – 200 node/km 2), tốc độ số liệu trung bình, độ trễ tỷ lệ gói nhìn chung tăng nhanh, độ dốc đồ thị thể độ trễ tỷ lệ gói có giá trị lớn đặc biệt từ 180 - 200 node/km2 khoảng tốc độ trung bình có xu hướng giảm 3- Khoảng thứ ba: khoảng từ 200 đến 240 node (200 – 240 node/km 2), độ trễ tăng chậm, tốc độ thu số liệu tăng nhanh đạt giá trị cực đại khoảng 155kbps, tỷ lệ gói tiếp tục tăng có xu hướng giảm 220 node/km2 4- Khoảng thứ tư: khoảng 240 đến 280 node (240 – 280 node/km2), độ trễ tốc độ thu số liệu giảm nhanh chóng, tỷ lệ gói tiếp tục tăng 5- Khoảng thứ năm: Khoảng 280 đến 340 node (280 – 340 node/km 2), tỷ lệ gói lại ổn định mức cao, độ trễ tăng lên có chiều hướng giảm xuống khoảng 320 node/km2, tốc độ thu số liệu tăng sau giảm nhanh xuống mức thấp khoảng 2- 4.5 kbps 6- Khoảng thứ sáu: Từ 340 đến 360 node (340 – 360 node/km2), tỷ lệ gói lại ổn định mức cao, độ tốc độ thu số liệu tăng, đặc biệt độ trễ đạt cực đại khoảng 8.4s 7- Khoảng thứ bảy: Từ 360 đến 400 node (360 – 400 node/km2), tỷ lệ gói ổn định mức cao, tốc độ thu số liệu độ trễ có xu hướng giảm xuống Như vậy, với diện tích 1km 2, triển khai node cảm biến để đánh giá số tham số chất lượng dịch vụ QoS theo mật độ, ta thấy với mật độ khoảng từ 40 đến 120node/km2 thông tin có độ xác cao Để đánh giá xác số liệu, ta phải thực mô nhiều với tham số đầu vào (như công suất truyền phát, dải cảm biến, v.v…), vào phải dựa vào nhiều mô hình mô phỏng, kinh nghiệm thực tế khác KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Có thể nói, công nghệ mạng cảm biến không dây hứa hẹn tạo ứng dụng đầy tiềm năng, áp dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, mà công nghệ khác nhiều hạn chế Tuy nhiên để triển khai mạng người thiết kế hệ thống yêu cầu phải nắm bắt nhân tố tác động đến mạng, nhược điểm mạng cần phải khắc phục Tức là, người thiết kế cần phải quan tâm đến tham số mạng, ví dụ tập chất lượng dịch vụ QoS Nhờ trình mô phỏng, người thiết kế hệ thống đánh giá chất lượng dịch vụ mạng cung cấp, để từ thiết kế hệ thống theo cách tối ưu Tuy nhiên để đáp ứng yêu cầu trên, cần quan tâm nhiều vấn đề: - Các công nghệ tảng để phát triển mạng sensor - Các vấn đề đồng Sensor, thuật toán định vị, thuật toán cộng tác Sensor - Khả mở rộng mạng Hiện mạng sensor triển khai rộng, nhiên chúng tiếp tục nghiên cứu Do việc nắm bắt công nghệ giải pháp phát triển mạng cần thiết DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt : [1] Trần Văn Sự (2005) Truyền số liệu mạng thông tin số Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh [2] Lê Nhật Thăng, Nguyễn Quý Sỹ Các kỹ thuật phân nhóm mạng cảm biến vô tuyến Tiếng Anh : [3] Anna Ha’c, Wireless Sensor Network Designs, University of Hawaii at Manoa, Honolulu, USA, John Wiley & Sons Ltd, Copyright 2003 [4] Aniss Zakaria Quality of Service in Wireless Sensor Networks University of Windsor [5] Edgar H.Callaway, Jr Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols, A CRC Press Company, Copyright © 2004 CRC Press LLC [6] Dazhi Chen, Pramod K Varshney QoS Support in Wireless Sensor Netwworks: A Survey, Department of EECS, Syracuse University, Syracuse, NY, U.S.A 13244 [7] I.F Akyildiz, W Su*, Y Sankarasubramaniam, E Cayirci, Wireless sensor networks: A survey, Broadband and Wireless Networking Laboratory, School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, Received 12 December 2001; accepted 20 December 2001 [8] Mainwaring, Polastre, et al Wireless Sensor Networks For Habitat Monitoring, online posting 2002 ACM International Workshop on Wireless Sensor Networks and Applications September 28, 2002 Atlanta, GA (also Intel Research, IRB-TR-02-006, June 2002.) 12 Dec 2002 [9] Jason Liu, L Felipe Perrone, David M Nicol, Michael Liljenstam, Chip Elliott, David Pearson, Simulation Modeling of Large-Scale Ad-hoc Sensor Networks, Institute for Security Technology Studies (ISTS), Dartmouth College and BBN Technologies.www.cs.dartmouth.edu/~nicol/papers- cv/SIW01-sensor.pdf [10] Kazem Sohraby, Daniel Minoli, Taieb Znati (2007) Wireless Sensor Network Technology, Protocol, and Application John Wiley & Sons, Inc [11] The Network Simulator - ns-2. [12] The ns Manual. [13] NRL’s Sensor Network Extension to ns-2 [14] NS-2 by Example [15] NS by Example, Jae Chung and Mark Claypool. [16] Ian Downard, SIMULATING SENSOR NETWORKS IN NS-2, Naval Research Laboratory Code 5523, 4555 Overlook Ave, Washington DC, 20375-5337 Trang web : [17] www.vntelecom.org [18] www.zigbee.org [19] www.wikipedia.org

Ngày đăng: 18/08/2016, 08:21

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 1.3.4. Tính đa dạng trong thiết kế và sử dụng 12

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

    • 1.1. GIỚI THIỆU VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

    • 1.2. MÔ TẢ HỆ THỐNG

    • 1.2.1. Mô tả hệ thống tổng quát

      • 1.2.2. Hệ thống WISENET

      • 1.3. ĐẶC ĐIỂM CỦA MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

        • 1.3.1. Kích thước vật lý nhỏ

        • 1.3.2. Hoạt động đồng thời với độ tập trung cao

        • 1.3.3. Khả năng liên kết vật lý và phân cấp điều khiển hạn chế

        • 1.3.4. Tính đa dạng trong thiết kế và sử dụng

        • 1.3.5. Hoạt động tin cậy

        • 1.4. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN WSNs

          • 1.4.1. Tiêu thụ nguồn mức thấp

          • 1.4.2. Chi phí thấp

          • 1.4.3. Mức độ khả dụng

          • 1.4.4. Kiểu mạng

          • 1.4.5. Bảo mật

          • 1.4.6. Thông lượng dữ liệu

          • 1.4.7. Trễ bản tin

          • 1.4.8. Tính di động

          • CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG CỦA MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

            • WSNs là sự tập hợp các kích thước nhỏ gọn (compact-size), cụ thể là các node cảm biến giá thành thấp, có khả năng làm việc trong điều kiện môi trường tự nhiên hoặc đo đạc các thông số khác và đưa những thông tin đến trung tâm cho các xử lý phù hợp. Các node trong mạng WSNs có thể có liên lạc với các node xung quanh nó, và còn có thể có các xử lý dữ liệu thu được trước khi gởi đến các node khác. WSNs cung cấp rất nhiều các ứng dụng hữu ích [2]. [3].

            • 2.2. ỨNG DỤNG CỦA MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

              • 2.2.1. Giám sát và điều khiển công nghiệp

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan