SlideShare a Scribd company logo

Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf

•
•
Man_Ebook
Man_Ebook

RealEDU.

Education
1 of 72
Download to read offline
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Trần Doãn Tuấn TRẦN DOÃN TUẤN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG 2009 HÀ NỘI – 2011
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -------------------------------------------------- Trần Doãn Tuấn MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính và truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Kim Khánh HÀ NỘI – 2011
Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thµy c« ViÖn C«ng nghÖ th«ng tin vµ truyÒn th Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ® truyÒn thô kiÕn thøc vµ gióp ®ì em t qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu t¹i tr−ên Em xin bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµn TS. NguyÔn Kim Kh¸nh ®· ®Þnh h−ín tËn t©m h−íng dÉn em trong qu¸ tr×nh hiÖn luËn v¨n cao häc nµy. Hµ Néi th¸ng 9 -2011 Häc viªn: TrÇn Do·n TuÊn Lêi c¶m ¬ n
Luận văn thạc sĩ khoa học 5 LỜI CAM ĐOAN Tôi – Trần Doãn Tuấn – cam k c này là công trình ết luận văn thạc sĩ khoa họ nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự ẫ ủ ễ hướng d n c a TS. Nguy n Kim Khánh. Nhữ đ ề ng i u trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và không phải là sao chép toàn văn của bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 26 tháng 9 năm 2011 Trần Doãn Tuấn
Luận văn thạc sĩ khoa học 3 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa .............................................................................................................1 Lời cam đoan ..............................................................................................................5 Danh mục các chữ viết tắt ..........................................................................................6 Danh mục các bảng ....................................................................................................7 Danh mục hình vẽ ......................................................................................................8 MỞ ĐẦU ..................................................................................................................10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN.............................................12 1.1. Giới thiệu............................................................................................................12 1.2. Đặc trưng và cấu hình mạng cảm biến...............................................................13 1.2.1. Các yếu t n c ố ảnh hưởng đế ấu trúc mạng cảm biến ..............................17 1.2.2. Cấu trúc của mạ ả ế ng c m bi n...................................................................21 1.3. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây..........................................................22 1.3.1. Ứ ụ ự ố ng d ng trong quân s và an ninh qu c gia ........................................25 1.3.2. Ứ ụ ng d ng trong môi trường....................................................................27 1.3.3. Ứ ụ ạ ng d ng trong thương m i ..................................................................29 1.3.4. Ứ ụ ă ứ ỏ ng d ng trong ch m sóc s c kh e .......................................................30 1.3.5. Ứ ụ đ ng d ng trong gia ình ........................................................................30 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT CƠ Ả B N MẠNG CẢM BIẾN .....................................32 2.1. Node ..................................................................................................................32 2.2. Các kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến và các tiêu chuẩn áp dụng............................34 2.2.1. Chuẩn Bluetooth ....................................................................................36 2.2.2. Chuẩn WLAN ........................................................................................37 2.2.3. Chuẩn Zigbee .........................................................................................39 2.2.3.1. Topology ....................................................................................40 2.2.3.2. Tầng vật lý ..................................................................................41 2.2.3.2. Tầng MAC .................................................................................44 2.2.3.3. Tầng mạng ..................................................................................46 2.2.3.4. Tầ ứ ng ng dụng ...........................................................................49
Luận văn thạc sĩ khoa học 4 2.3. Hệ đ ề i u hành cho mạng cảm biến không dây ....................................................50 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG TRONG CÁC NGÂN HÀNG DỰA TRÊN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY ........................................................................54 3.1. Giới thiệu về ệ h thống x p hàng t ế ự động ..........................................................54 3.2. Hoạt động của hệ thống xế ự p hàng t động ........................................................57 3.2.1. Quy trình của khách hàng ......................................................................57 3.2.2. Chức năng hệ thống xếp hàng tự động ..................................................57 3.3. Phân tích, thiết kế ệ h thống................................................................................59 3.3.1. Mô hình tổng quan hệ thống ..................................................................59 3.3.2. Thiết kế ơ ở ữ c s d liệu ............................................................................60 3.4. Thử nghiệm ........................................................................................................62 3.4.1. Cài đặt phầ ề n m m, môi trường phát triển ..............................................62 3.4.2. Kết quả thử nghiệm ................................................................................63 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU .......................................69 4.1. Kết quả đạt được ...............................................................................................69 4.2. Khó khăn và hạ ế n ch .........................................................................................69 4.3. Hướng phát triển ...............................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................71
Luận văn thạc sĩ khoa học 6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADC Analog to Digital Converter AODV Ad hoc On Demand Distance Vector AP Access Point CCA Clear Channel Assessment CSDL Cơ ở ữ s d liệu CSMA-CA Carrier Sence Multiple Access – Collision Avoidance ED Energy Detection FFD Full-Function Device FIFO First In First Out ID Identification ISM Industrial, Scientific and Medical LQI Link Quanlity Indication LW-WPAN Low-rate Wireless Personal Area Network MAC Media Access Control OS Operating System PAN Personal Area Network PPDU Physical Protocol Data Unit QMS Queue Managerment System RF Radio Frequency RFD Reduced-Function Device SHR Synchronization Header WSN Wireless Sensor Network
Luận văn thạc sĩ khoa học 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: So sánh một số chuẩ ề ẫ ế n truy n d n vô tuy n .............................................36 Bảng 2.2: Dải tần số vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.15.4........................................42 Bảng 2.3: Các kênh truyền dẫn vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.15.4.......................43 Bảng 3.1: Bàn phục vụ .............................................................................................61 Bảng 3.2: Khách hàng ..............................................................................................62 Bảng 3.3: Các dịch vụ ..............................................................................................62 Bảng 3.4: Quan hệ dịch vụ - bàn ..............................................................................62
Luận văn thạc sĩ khoa học 8 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc chung của mạng cảm biến .........................................................13 Hình 1.2: Ví dụ ề v nút cảm biến ..............................................................................15 Hình 1.3: Cấu tạo nút cảm biến ................................................................................15 Hình 1.4: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến .........................................................16 Hình 1.5: Cấu trúc mạng cảm biến ...........................................................................18 Hình 1.6: Cấu trúc mạng cảm biến loại 1 .................................................................21 Hình 1.7 : Cấu trúc mạng cảm biến loại 2 ...............................................................22 Hình 1.8: Phát hiện và theo dõi mục tiêu .................................................................26 Hình 1.9: Theo dõi các đ ề i u kiện môi trường ...........................................................28 Hình 1.10: Theo dõi và cảnh báo cháy rừng ............................................................29 Hình 1.11: Ứng dụng mạng cảm biến trong y tế.......................................................30 Hình 1.12: Ứng dụng mạng cảm biến - nhà thông minh .........................................31 Hình 2.1: Cấu t o c ạ ơ ả b n c n c ủa một nút cảm biến - phầ ứng ..................................33 Hình 2.2: Cấu t o c n – ph ạ ơ ả b n của một nút cảm biế ần mềm .................................34 Hình 2.3: Một số chuẩn truyền dẫn vô tuyến ...........................................................35 Hình 2.4: Cấu trúc phân lớp giao thức IEEE 802.15.4/Zigbee ................................40 Hình 2.5: Topology mạng Zigbee ............................................................................41 Hình 2.6: Dải tần số theo IEEE 802.15.4..................................................................42 Hình 2.7: Khung tin PPDU .......................................................................................44 Hình 3.1. Sơ ệ đồ h thống xế ự p hàng t động .............................................................56 Hình 3.2: Luồng xử lý của hệ thống: khách hàng lấy số ..........................................58 Hình 3.3: Luồng xử lý của h c v ệ thống: nhân viên gọi số phụ ụ...............................58 Hình 3.4: Chức năng xử lý t i trung tâm ..... ạ .............................................................59 Hình 3.5: Kiến trúc hệ ố th ng.....................................................................................59 Hình 3.6: Mô hình thực thể/liên kết .........................................................................61 Hình 3.7: Màn hình hiển thị trung tâm......................................................................63 Hình 3.8: Màn hình lấy số phục vụ ..........................................................................64 Hình 3.9: Chức năng lấy số ......................................................................................65
Luận văn thạc sĩ khoa học 9 Hình 3.10: Màn hình bàn phục vụ ............................................................................65 Hình 3.11: Chức năng gọi số ụ ụ ph c v ......................................................................66 Hình 3.12: Màn hình quản trị bàn ............................................................................67 Hình 3.13: Màn hình quản trị ị d ch vụ ......................................................................67 Hình 3.14: Màn hình chức năng báo cáo .................................................................68
Luận văn thạc sĩ khoa học 10 MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay, ngành Công nghệ thông tin và truyền thông ngày càng phát triển, tiếp tục khẳng định được vai trò quan trọng c ng d ủa mình trong đời sống kinh tế xã hội. Nhiề ứ u ụng có hàm lượng khoa học và tính ứng dụng cao đã được đưa vào thự ễ ả ế c ti n, giúp c i ti n các quy trình sản xuất, nâng cao năng suất, giả ứ ủ i phóng s c lao động c a con người. Nhu cầu về các hệ thống thu thập số liệ đ ề ể ứ ụ ả u và i u khi n ng d ng trong s n xuất cũng như trong cuộc sống là rấ ớ ộ ữ ấ t l n. Tuy nhiên, m t trong nh ng v n đề đặt ra là khó khăn khi triển khai các hệ thố ữ ứ ạ ặ ng này trên nh ng địa hình ph c t p ho c trên hạ tầ ư ệ ệ ọ đ ự ừ ng các nhà máy, khu dân c , b nh vi n, trường h c… ã được xây d ng t trước nếu sử dụng các công nghệ ạ m ng dây như Ethernet, RS485, CAN … Vớ ự ể ủ ọ ỹ ậ i s phát tri n c a khoa h c k thu t, sự ra đời của công nghệ mạng không dây đã giải quyế ấ ạ ả ế ử t được v n đề này. M ng c m bi n không dây (WSN) s dụng các thiết bị nhúng nhỏ, giá thành thấp cho các ứng dụng đa dạng và không dựa trên bất kỳ cơ ở ạ ầ đ ừ ố ữ ệ ố ề s h t ng ã có t trước. Không gi ng nh ng h th ng có dây truy n thống, chi phí triển khai cho WSN được giảm thiểu. Thay vì hàng ngàn mét dây dẫn thông qua các ống dẫn b o v ả ệ, việc triển khai mạng đơn giản là đặt thiết bị nhỏ ọ g n vào nơi cần thiết. M ng ch ạng có thể được mở rộ ỉ ằ b ng cách thêm các thiết bị, không cần các thao tác phức tạp. Hệ thống cũng có khả nă ạ ng ho t động trong vài năm chỉ với một nguồn pin duy nhất. WSN ngày càng phát triển không ngừng và được ứng dụng rất nhiều vào cuộc sống. Các ứ ụ ủ ạ ả ậ ể ấ ng d ng c a m ng c m nh n không dây mà chúng ta có th th y rõ nhất như là: đ ề i u khiển và giám sát công nghiệp, nhà đ ề i u khiển tự động và đ ề i u khiển đ ệ i n tiêu dùng tự động, thu thập thông tin trong an ninh và quân đội, theo dõi sức khỏe trong y tế... Bản luận văn “Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh” tập trung nghiên cứ ộ ổ ề ứ ụ ủ u m t cách t ng quát v WSN và ng d ng c a nó vào
Luận văn thạc sĩ khoa học 11 các mô hình không gian thông minh. Toàn bộ ộ n i dung luậ ă n v n được trình bày qua 4 chương: Chương 1: Tổng quan về mạ ả ế ữ ệ ng c m bi n: Trình bày nh ng khái ni m chung nhất về WSN và cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến. Đồng thời cũng nêu ra các ứng dụng cụ thể trong nhiều lĩnh vực như: quân sự và an ninh quốc gia, môi trường, thương mại, chăm sóc sức khỏe, gia đình … Chương 2: Kỹ thuật cơ bản mạng cảm biến không dây: Chương này trình bày các vấn đề kỹ thuậ ơ t c bả ủ ạ ả ế ạ ả ế n c a m ng c m bi n không dây: nút m ng c m bi n, các chuẩn truyền dẫn không dây và hệ đ ề i u hành cho mạng cảm biến. Ở đây tập trung trình bày sâu về giao thức IEEE 802.15.4/Zigbee vì đặc đ ể i m của công nghệ này là tiêu hao ít năng lượng, chi phí triển khai thấp, tuy tốc độ truyền tin không cao nh ng ư đây là giao thức mạ ớ ứ ụ đ ề ể ừ ng không dây hướng t i các ng d ng i u khi n t xa và tự động hoá nên được áp dụng có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Chương 3: Trình bày một trong những ứng dụng thực tiễn của mạ ả ng c m biến không dây đó là phát triển hệ thống xếp hàng tự động trong các ngân hàng dựa trên công nghệ mạ ả ế ng c m bi n không dây. Trong chương này tác giả ớ gi i thiệ ề u v h i ệ thống xếp hàng tự động, những ưu đ ểm khi phát triển hệ thống dựa trên công nghệ của mạ ả ế ờ ả ậ ng c m bi n không dây. Đồng th i, tác gi lu n vă ũ đ n c ng ã phân tích về cấ ủ ạ ế ế u trúc c a m ng và thi t k cơ sở dữ ệ ũ ư ế ộ ầ ề li u c ng nh vi t m t ph n m m mô phỏng hoạt động của hệ thống. Chương 4: Kết quả đạt được và hướng phát triển.
Luận văn thạc sĩ khoa học 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN 1.1. Giới thiệu. Trong nh ng c ững n u m ăm gần đây, rất nhiề ạ ảm biến không dây đã và đang được phát triể ể ề ứ ụ ư n và tri n khai cho nhi u các ng d ng khác nhau nh : theo dõi sự thay đổi của môi trường, khí hậu, giám sát các mặt trậ ự ệ n quân s , phát hi n và do thám việc tấn công bằng hạt nhân, sinh học và hoá học, chuẩ đ n oán sự ỏ h ng hóc của máy móc, thiết bị, theo dấu và giám sát các bác sỹ, bệnh nhân cũng như quản lý thuốc trong các bệnh viên, theo dõi và đ ề i u khiển giao thông, các phương tiện xe cộ… Hơn nữa, cùng với sự tiến bộ công nghệ trong các lĩnh vực kỹ thuậ đ t vi iện tử, công nghệ nano, giao tiếp không dây, công nghệ mạch tích hợ ạ p, vi m ch phần cảm biến, xử lý và tính toán tín hiệ đ u… ã tạo ra những con cảm biến có kích thước nhỏ, đa chức năng, giá thành và công suất tiêu thụ thấ ă ả p, làm t ng kh nă ứ ng ng dụng rộng rãi của mạ ả ế ng c m bi n không dây. Một mạng cảm biến không dây là một mạng bao gồm nhiều nút cảm biến nhỏ có giá thành thấp, tiêu thụ ă n ng lượng ít, giao tiếp thông qua các kết nối không dây, có nhiệm vụ ả c m nhậ đ n, o đạc, tính toán nhằm mụ đ c ích thu thập, tập trung dữ liệu để đị đưa ra các quyết nh toàn cụ ề ả ậ c v môi trường mà nó c m nh n. Những nút cảm biến nhỏ bé này bao gồm: Các bộ vi xử lý rất nhỏ, bộ nhớ giới hạn, bộ phận cảm biến, bộ thu phát không dây, nguồn nuôi. Kích thước của các nút cảm biến này thay đổi tùy thuộc vào từ ứ ng ng dụng, có thể ừ t nano (1 – 100nm) đến macro (vài mm – m) Khi nghiên cứu về mạ ả ế ộ ữ đ ể ng c m bi n không dây, m t trong nh ng đặc i m quan trọng và then chốt đó là thời gian tồn tại của các nút cả ế ự m bi n hay chính là s giới hạn về nă ủ ả ế ầ ụ ấ ng lượng c a chúng. Các nút c m bi n này yêu c u tiêu th công su t thấp, hoạt động có giới hạn và nói chung là không thể thay thế được nguồn cung cấp. Do đó, trong khi mạng truyền thông tập trung vào đạt được các dịch vụ chất lượng cao, thì các giao thứ ạ ả ế ả ậ ả c m ng c m bi n ph i t p trung đầu tiên vào b o toàn công suất. Mạng cảm biến có một số i đặc đ ểm sau:
Luận văn thạc sĩ khoa học 13 • Có khả nă ự ng t tổ ứ ầ ch c, yêu c u ít hoặ ự ệ ủ c không có s can thi p c a con người • Truyề ậ ả ạ ẹ ế n thông không tin c y, qu ng bá trong ph m vi h p và định tuy n nhiều chặng. • Triể ả ă ế ợ ữ ả ế n khai dày đặc và kh n ng k t h p gi a các nút c m bi n • Cấu hình mạng thay đổi thường xuyên phụ thuộc vào fading và hư hỏng ở các nút • Các giới hạ ề ặ n v m t nă ấ ộ ớ ấ ng lượng, công su t phát, b nh và công su t tính toán. Chính nhữ đ ng đặc tính này ã đưa ra nhữ ế ớ ng chi n lược m i và những yêu cầu thay đổi trong thiết kế ạ m ng cảm biến. 1.2. n. Đặc trưng và cấu hình mạng cảm biế Hình 1.1: Cấu trúc chung của mạng cảm biến Truyền một chặng Cảm biến Truyền nhiều chặ ng Kết nối có dây hoặc không dây Tập hợp và xử lý dữ liệu Trường cảm biế Kết nối không dây Nút tập hợp/ Xử lý dữ liệu tức thì (Clustering Nút tập hợp/ Xử lý dữ liệu tức thì (Clustering
Luận văn thạc sĩ khoa học 14 4 thành phần c ng c ơ ả b n tạo nên mạ ảm biến: • Các sensor (cả ế ố m bi n) được phân b theo mô hình tập trung hay rải rác. • Mạng lưới liên kết giữa các cảm biến • Trung tâm tậ ợ ữ ệ p h p d li u (clustering) • Bộ phận xử lý dữ liệu ở trung tâm. Mỗi một nút mạng thường có chức năng cảm biến: cả ứ m ng, quan sát môi trường xung quanh như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng ..., theo dõi hay định vị ụ các m c tiêu cố định hoặc di động ... Các nút giao tiếp không dây với nhau và truyền dữ liệu về trung tâm (base station) một cách gián tiếp bằng kỹ thuật truyền một chặng hoặc nhiều chặng. Lưu lượng (traffic) dữ liệu lưu thông trong WSN là thấp và không liên tục (không hẳn với tracking và localization aplication). Do vậy để tiết kiệ ă m n ng lượng, các nút cảm biến thường có nhiều trạng thái hoạt động (active mode) và trạng thái nghỉ (sleep mode) khác nhau. Thông thường thời gian 1 nút ở trạng thái nghỉ lớn hơn ở trạng thái hoạt động rất nhiều. Như vậ ư ơ y, đặc tr ng c bả ấ ệ ạ ả ế ạ n nh t để phân bi t 1 m ng c m bi n và 1 m ng không dây khác chính là giá thành, mật độ nút mạng, phạm vi hoạt động, cấu hình mạng (topology), lưu lượng dữ liệu, năng lượng tiêu thụ và thời gian ở trạng thái hoạt động (active mode). Mỗi nút trong WSN thông thường bao gồm 2 phần: phần cảm biến (sensor) hoặc đ ề i u khiển và phần giao tiếp vô tuyến (RF transceiver). Do số lượng nút trong WSN là lớn và không cần các hoạt động bảo trì, nên yêu cầu thông thường đối với 1 nút mạng là giá thành thấ ỏ ọ ệ ề ặ p (10 - 50 usd) và kích thước nh g n (di n tích b m t vài đến vài chục cm2).
Luận văn thạc sĩ khoa học 15 Hình 1.2: Ví dụ ề v nút cảm biến Cấu tạo nút cảm biến gồm 4 thành phần cơ bản như ở hình minh họa: Hình 1.3: C n ấu tạo nút cảm biế
Luận văn thạc sĩ khoa học 16 - Đơn vị cảm biến (sensing unit) - Đơn vị xử lý (processing unit) - Đơn vị truyền dẫn (transceiver unit) - Bộ nguồn (power unit) Ngoài ra có thể ữ ầ ộ ừ ứ ụ ư có thêm nh ng thành ph n khác tùy thu c vào t ng ng d ng nh : hệ thống định vị (location finding system), bộ phát nguồn (power generator) và bộ phận di động (mobilizer/actuator). Kiến trúc giao thức mạng Hình 1.4: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến Kiến trúc giao thức áp dụng cho mạng cảm biến được trình bày trong hình (1.4). Kiến trúc này bao gồm các lớp và các mặt phẳng quản lý . Các mặt phẳng quản lý này làm cho các nút có thể làm việc cùng nhau theo cách có hiệu qu nh ả ất, đị độ nh tuyến dữ ệ ạ ả ế li u trong m ng c m bi n di ng và chia sẻ ữ tài nguyên gi a các nút cảm biến. Có các mặt phẳng là: Mặ ẳ ả ă t ph ng qu n lý n ng lượng (Power Managerment), mặt phẳng quản lý di động (Mobility Managerment), mặ ẳ t ph ng quản lý tác vụ (Task Managerment), và có các lớp là: Lớp vật lý (physical), lớp liên kết dữ liệu (data link), lớp mạng (network), lớp giao vận (transport), lớ ứ p ng dụng (application). Cụ thể như sau: Mặt phẳng quản lý năng lượng: Quả ả ế ử n lý cách c m bi n s dụ ồ ă ng ngu n n ng lượng của nó. Ví dụ: nút cảm biến có thể tắ ộ ậ t b thu sau khi nh n được một bản tin.
Luận văn thạc sĩ khoa học 17 Khi mức năng l n gi ượng của nút cảm biế ảm xuống dưới một giá trị ấ ẽ nh t định, nó s thông báo sang các nút cảm biến bên cạnh rằng mức năng lượng của nó thấp và nó không thể ế tham gia vào quá trình định tuy n . Mặt phẳng quản lý di động : Có nhiệ ụ ệ ự ể m v phát hi n và đăng ký s chuy n động của các nút. Các nút giữ việc theo dõi xem ai là nút hàng xóm của chúng. M : ặt phẳng quản lý tác vụ Cân bằ ắ ng và s p xế ệ ụ p nhi m v cả ế ữ m bi n gi a các nút trong từng nhiệm v m bi ụ, từng vùng cả ến cụ th i t ể. Không phả ất cả các nút cảm bi n ế đều thực hiện nhiệm vụ cảm nhận ở cùng một thời đ ể i m. Lớp vật lý : có nhiệ ụ m v lự ọ ầ ố ạ ầ ố ệ a ch n t n s , t o ra t n s sóng mang, phát hi n tín hiệ đ ề u, i u chế và mã hóa tín hiệu. Bă ầ ử ng t n ISM 915 MHZ được s dụ ộ ng r ng rãi trong mạng cảm biến. Vấ ệ n đề hi u quả nă ũ ầ ả ng lượng c ng c n ph i được xem xét ở ớ ậ ụ đ ề ế ặ đ ề ế ị l p v t lý, ví d : i u bi n M ho c i u bi n nh phân. Lớp liên kết dữ liệu : lớ ệ ụ ồ ữ ệ ệ p này có nhi m v ghép các lu ng d li u, phát hi n các khung (frame) dữ liệu, cách truy nhập đường truyền và đ ề i u khiển lỗi. Vì môi trường có tạp âm và các nút cảm biến có thể di động, giao thức đ ề i u khiển truy nhập môi trường (MAC) phải xét đế đề n vấn công suất và phải có khả nă ố ể ng t i thi u hoá việc va chạ ớ ả ủ m v i thông tin qu ng bá c a các nút lân cận. Lớp mạng : Lớ ạ ủ ạ ả ế ế ế p m ng c a m ng c m bi n được thi t k tuân theo nguyên tắc sau: Hiệu quả năng lượng luôn luôn được coi là vấ ọ ạ ả n đề quan tr ng. M ng c m biến chủ yế ậ ữ ệ ợ ữ ệ ỉ ử u là t p trung d li u. Tích h p d li u ch được s dụng khi nó không cản trở sự cộng tác có hiệu quả của các nút cảm biến. Lớp truyền tải : chỉ cầ ế ệ ố ế ạ n thi t khi h th ng có k ho ch được truy cập thông qua mạng Internet hoặc các mạng bên ngoài khác. Lớp ứng dụng: Tuỳ ệ theo nhi m vụ cả ế ạ ầ m bi n, các lo i ph n mề ứ ụ m ng d ng khác nhau có thể ự ử ụ ở ớ ứ ụ được xây d ng và s d ng l p ng d ng. 1.2.1. Các yếu t nh h ố ả ưởng đến cấu trúc mạng cảm biến Các cấ ệ u trúc hi n nay cho mạng Internet và mạng ad-hoc không dây không dùng được đối với mạ ả ế ộ ố ng c m bi n không dây, do m t s lý do sau: Số lượng các nút cảm biến trong mạng cảm biến có thể lớ ấ n g p nhiề ầ ố u l n s lượng nút trong mạng ad-hoc. Các nút cả ế ễ ị ỗ m bi n d b l i.
Luận văn thạc sĩ khoa học 18 Cấu trúc mạng cảm biến thay đổi khá thường xuyên. Các nút cảm biến chủ yếu sử dụ ề ể ả ầ ế ạ ng truy n thông ki u qu ng bá, trong khi h u h t các m ng ad-hoc đều d i i ựa trên việc truyền đ ểm-đ ểm. Các nút cả ế ị ớ ạ ề m bi n b gi i h n v nă ả ng lượng, kh năng tính toán và bộ nhớ. Các nút cảm biến có thể không có số nhận dạng toàn cầu (global identification, ID) vì chúng có một số lượng lớ ộ n mào đầu và m t số lượng lớn các nút cảm biến. Do vậy, cấu trúc mạng mớ ẽ i s : • Kết hợp vấn đề năng lượng và khả năng định tuyến. • Tích hợ ữ ệ ứ ạ p d li u và giao th c m ng. • Truyề ă ệ ả ệ n n ng lượng hi u qu qua các phương ti n không dây. • Chia sẻ ệ ụ ữ ậ nhi m v gi a các nút lân c n. Các nút cảm biến được phân bố trong một tr i m ường cảm biến như hình (1.5). Mỗ ột nút c u và ảm biến có khả ă n ng thu thập dữ liệ định tuyến lại đến các sink. Hình 1.5: C n ấu trúc mạng cảm biế Đặc đ ể i m củ ấ ạ ả ế a c u trúc m ng c m bi n: Như trên ta đã biết đặc a đ ể i m củ mạng cảm biến là bao gồm một số lượng lớ ả ế ả ế n các nút c m bi n, các nút c m bi n có giới hạn và ràng buộc về tài nguyên đặc biệt là năng lượng rất khắt khe. Do đó, cấu
Luận văn thạc sĩ khoa học 19 trúc mạng mới có đặc điểm rất khác với các mạng truyền thống. Sau đây ta sẽ phân tích một số đ ể ổ ậ ạ ả ế ư đặc i m n i b t trong m ng c m bi n nh sau: Khả nă ị ỗ ng ch u l i (fault tolerance): Mộ ố ả ế ể t s các nút c m bi n có th không hoạt động nữa do thiếu năng lượng, do những hư hỏ ậ ng v t lý hoặc do ảnh hưởng của môi trường. Khả năng chịu lỗi thể hiện ở việc mạng vẫn hoạt động bình thường, duy trì những chức năng của nó ngay cả khi một số nút mạ ạ ng không ho t động. Khả nă ở ng m rộng: Khi nghiên cứu một hiệ ố n tượng, s lượng các nút cảm bi n ế được triển khai có thể đến hàng trăm nghìn nút, phụ thuộc vào từng ứng dụng con số này có thể vượt quá hàng triệu. Do đó c ng m ấu trúc mạ ới ph i có kh ả ả năng mở rộng để có thể làm việc với số lượng lớn các nút này. Giá thành sản xuất : Vì các mạng cảm biến bao gồm một số lượng lớn các nút cảm biến nên chi phí của mỗi nút rất quan trọng trong việ đ ề c i u chỉnh chi phí của toàn mạng. Nếu chi phí của toàn mạng đắt hơn việc triển khai sensor theo kiểu truyền thố ư ậ ạ ợ ậ ủ ỗ ng, nh v y m ng không có giá thành h p lý. Do v y, chi phí c a m i nút cảm biến phải giữ ở mức thấp. Ràng buộc về ph n c ầ ứng : Vì số lượng các nút trong mạ ấ ề ng r t nhi u nên các nút cảm biến c ng nh ần ph ph ải có các ràng buộc về ần cứ ư sau : Kích thước phải nhỏ, tiêu thụ nă ấ ả ng lượng th p, có kh nằ ạ ở ữ ơ ậ ng ho t động nh ng n i có m t độ cao, chi phí sả ấ ấ ả ă ự ị ạ ầ ể n xu t th p, có kh n ng t tr và ho t động không c n có người ki m soát, thích nghi với môi trường. Môi trường hoạt động: Các nút cảm biến được thiết l t g ập dày đặc, rấ ần hoặc trực tiếp bên trong các hiện tượng để quan sát. Vì thế, chúng thường làm việc mà không cần giám sát ở những vùng xa xôi. Chúng có thể làm việ ở c bên trong các máy móc lớ ở n, dưới đ ể ặ áy bi n, ho c trong những vùng ô nhiễm hóa học hoặc sinh học, ở đ ặ ữ ớ gia ình ho c nh ng tòa nhà l n. Phương tiện truyền dẫn : Ở ữ ạ ả ế ề ề ặ nh ng m ng c m bi n truy n nhi u ch ng, các nút được kế ố ằ ữ ệ ế ố ể t n i b ng nh ng phương ti n không dây. Các đường k t n i này có th tạo nên bởi sóng vô tuyến, hồng ngoại hoặc nhữ ệ ọ ế ng phương ti n quang h c. Để thi t lập sự hoạ ố ấ ủ ữ ạ ệ ề ẫ t động th ng nh t c a nh ng m ng này, các phương ti n truy n d n được chọn phải phù hợp trên toàn thế giới. Hiện tại nhiều phần cứng của các nút cảm biến
Luận văn thạc sĩ khoa học 20 dựa vào thiết kế mạch RF (Radio Frequency – T ng thi ần số sóng vô tuyến). Nhữ ết bị cả ế ă ấ ộ ế ạ ở m bi n n ng lượng th p dùng b thu phát vô tuy n 1 kênh RF ho t động tần số 916MHz. Các nút trong mạng cũng có thể giao tiếp với nhau là bằ ồ ạ ng h ng ngo i. Thiết kế máy thu phát vô tuyến dùng hồng ngoại thì giá thành rẻ và dễ dàng hơn. Cả hai loại hồng ngoại và quang đều yêu cầu bộ phát và thu nằm trong phạm vi nhìn thấy nhau. C n ấu hình mạng cảm biế (network topology): Trong mạng cảm biến, hàng trăm đến hàng nghìn nút được triển khai trên trường cảm biến. Do số lượng các nút cảm biến rất lớn nên cần phải thiết lập một cấ ổ ể ể u hình n định. Chúng ta có th ki m tra các vấn đề liên quan đến việc duy trì và thay đổi cấu hình ở 3 pha sau: Pha tiền triển khai và triển khai: các nút cảm biến có thể đặt lộn xộn hoặc xếp theo trật tự trên trường cảm biến. Chúng có thể được triển khai bằng cách thả ừ t máy bay xuống, tên lửa, hoặc có thể do con người hoặc robot đặt từng cái một. Pha hậu triển khai: sau khi triển khai, những sự thay đổi cấu hình phụ thuộc vào việc thay đổi vị trí các nút cảm biến, khả nă ạ ế ng đạt tr ng thái không k t nối (phụ thuộc vào nhiễu, việc di chuyển các vật cản…), nă ợ ữ ự ố ng lượng thích h p, nh ng s c , và nhiệm vụ ụ c thể. Pha triển khai lại: Sau khi triển khai cấu hình, ta vẫn có thể thêm vào các nút cảm biến khác để thay thế các nút gặp sự cố ặ ộ ự ứ ho c tùy thu c vào s thay đổi ch c năng. Sự tiêu thụ năng lượng (power consumption): Các nút cả ế m bi n không dây, có thể coi là một thiết bị đ ệ ử ỉ ể ị ồ vi i n t ch có th được trang b ngu n nă ớ ng lượng gi i hạn (<0,5Ah, 1.2V). Trong một số ứng dụng, việc bổ sung nguồn năng lượng không thể thực hiện được. Vì thế ả ờ ồ ạ ủ ả ế ụ ộ kho ng th i gian t n t i c a các nút c m bi n ph thu c chủ yế ờ ố ủ Ở u vào th i gian s ng c a pin. mạ ả ế ề ề ặ ng c m bi n truy n nhi u ch ng ad-hoc, mỗi một nút đóng một vai trò kép vừa khởi tạ ừ ế o v a định tuy n d u. S ữ liệ ự trục trặc của một vài nút cả ế ể ữ đ ể ấ m bi n có th gây ra nh ng thay đổi áng k trong c u hình và yêu cầ ế u định tuy n lại các gói và tổ ch c l ứ ại mạ ậ ệ ả ng. Vì v y, vi c duy trì và qu n lý ngu ng ng. ồn năng lượ đóng một vai trò quan trọ Đó là lý do vì sao mà hiện nay người ta đang tập trung nghiên cứu về các giải thuật và giao thức để sử dụng nguồn
Luận văn thạc sĩ khoa học 21 năng lượng một cách có hiệ ả u qu cho mạ ả ế ệ ụ ủ ng c m bi n. Nhi m v chính c a các nút cảm biến trong trường cảm biến là phát hiện ra các sự kiện, thực hiện xử lý dữ liệu cục bộ nhanh chóng, và sau đó truyền dữ liệu đi. Vì thế sự tiêu thụ năng lượng được chia ra làm 3 vùng: cảm nhận (sensing), giao tiếp (communicating), và xử lý dữ liệu (data processing). 1.2.2. Cấu trúc của mạng cảm biế n. Tùy theo mô hình kết nối và định tuyến mà các node sử dụng mà WSNs được phân ra làm 2 loại: Loại 1 (C1WSNs): Hình 1.6: Cấu trúc mạng c n lo ảm biế ại 1 - Sử ụ d ng giao thức định tuyến động - Các nút tìm đường đi tốt nhất đến đích - Vai trò của nút này với nút kết tiếp như là trạm lặp (repeater) - Kích thước mạng lớn - Khả ă n ng xử lý dữ liệ ở u các nút chuyển tiếp
Luận văn thạc sĩ khoa học 22 - Mạng phức tạp Loại 2 (C2WSNs): Hình 1.7 : Cấu trúc mạng cảm biến loại 2 - Mô hình đ đ ể a i m – đ ể i m hay đ ể i m – đ ể i m, sử ụ d ng truyền dẫn một chặng. - Sử ụ d ng giao thức định tuyến tĩnh. - 1 nút không cung cấp thông tin cho các nút khác - Kích thước mạng nhỏ (khoảng vài trăm m) - Hệ thống tương đối đơn giản. Loại 1 được áp dụng trong các ứ ụ ề ả ng d ng có nhi u nút c m biến phân tán rộng (như hệ thống giám sát môi trường, hệ thống an ninh quốc gia …) Loại 2 áp dụng trong các không gian nhỏ ư nh trong ngôi nhà, trong các tòa nhà, nhà máy, hay trên cơ thể con người… 1.3. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây. Có ba dạ ứ ng ng d ng c ụng của mạ ảm biến không dây: thu thập dữ liệu môi
Luận văn thạc sĩ khoa học 23 trường, giám sát an ninh, và theo dõi đối tượng. Hầu hết các ứng dụng chủ yế ủ u c a WSN đều thuộc ba dạng này: Thu thập dữ liệu môi trường Mạng cảm biến không dây thu thập dữ liệu môi trường ra đời đáp ứng cho nhu cầu thu thập thông tin về môi tr i m t t ường tạ ộ ập hợp các đ ể i m xác định trong một khoảng thờ ấ ằ ệ ặ i gian nh t định nh m phát hi n xu hướng ho c quy luật vận động của môi trường. Bài toán này được đặc trưng bởi một số lớ ạ n các nút m ng, thường xuyên cung cấp thông số môi trường và gửi về mộ ặ t ho c mộ ậ ạ ố t t p tr m g c (base station) có kết nối với trung tâm xử lý (thường là hệ thống máy tính) phân tích, xử lý, đưa ra các phương án phù hợp hoặc cảnh báo hay đơn thuần chỉ là lưu trữ số liệu. Yêu cầu đặt ra đối với các mạ ể ờ ố ả ng ki u này là th i gian s ng ph i dài hay nói cách khác là các nút mạng phải tiêu thụ ă n ng lượng ít. Mạng cho ứng dụng thu thập dữ liệu môi trường thường sử dụ ạ ỗ ng topology d ng cây, m i nút mạng có một nút cha duy nhất. Trạm gốc sẽ là gốc của cây. Dữ liệu từ ộ m t nút bấ ỳ ẽ ử t k s được g i đến cho nút cha của nó, nút này lại tiếp tục chuyển đến cho nút cha tiếp theo (nút ông), cứ như vậy, dữ liệu sẽ được chuyển về trạm gốc. Những vấn đề nảy sinh với cấu hình mạng này là: • Hiệ ắ ổ n tượng th t c chai (bottleneck) khi số lượng nút mạng lớn. • Một vài nút mạ ộ ố đ ạ ng, vì m t s lý do nào ó, không ho t động. Để mạ ế ng ti p tục hoạt động nó phải có khả nă ự ấ ạ ng t c u hình l i, nghĩa là phải phát hiện ra các nút bị ỏ h ng hoặ ỳ c định k thực hiệ ệ ấ ạ ạ n vi c c u hình l i m ng. • Mạng phải có thời gian sống dài, từ vài tháng đến vài năm, cần giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng của các nút mạng tối ưu nhất. • Phầ ề ả ế ế ậ ợ ấ ớ n m m nhúng ph i được thi t k và l p trình sao cho phù h p nh t v i bài toán truyền thông với các thông số đo được như nhiệ ẩ t độ độ , m, ánh sáng... Phần mềm phải tương thích với phần cứng để hệ ả có kh nă ạ ng ho t độ đị ng ổn nh theo thời gian.
Luận văn thạc sĩ khoa học 24 Giám sát an ninh Một ứng dụng thứ hai của mạng cảm biến là giám sát an ninh. Các mạng giám sát an ninh được tạo bởi các nút đặt ở những vị trí cố định trong môi trường liên tục theo dõi một hay nhiều c nh n bi ảm biến để ậ ết sự bấ ự t thường. S khác nhau chủ yế ữ u gi a giám sát an ninh và giám sát môi trường là các mạng an ninh không thu thậ ấ ỳ p b t k dữ ệ Đ ề ớ ệ li u nào. i u này có tác động l n đến vi c tố ư ế i u ki n trúc mạng. Mỗi nút thường xuyên kiểm tra trạng thái các cảm biến của chúng nhưng chỉ truyề ữ ệ ự ạ ệ ề ứ ờ n d li u khi có s vi ph m an ninh. Vi c truy n t c th i và tin cậy của thông đ ệ ả ầ ủ ệ ố i p c nh báo là yêu c u chính c a h th ng. Thêm vào đó, nó cần được xác nhận là mỗi nút vẫn hiện diện và hoạt động. Nếu một nút bị lỗ ẽ ể ệ i, nó s th hi n mộ ự ạ ầ t s vi ph m an ninh c n được thông báo. Đối với các ứng dụng giám sát an ninh, mạ ầ ấ ị ng c n được c u hình sao cho các nút ch u trách nhiệm xác nhận trạ ộ ế ậ ỗ ng thái các nút khác. M t cách ti p c n là m i nút ngang hàng sẽ thông báo nếu một nút không hoạt động. Mô hình tố ư i u của mộ ạ t m ng giám sát an ninh sẽ hoàn toàn khác v li ới mạng thu thập dữ ệu Trong cây thu thập số liệu, mỗi nút phải truyền d u c ữ liệ ủa tất cả con cháu. Do đó, tối ưu là cây ngắn và rộng. Ngược lại, với mạ ấ ố ư ẽ ng an ninh c u hình t i u s có mô hình mạng tuyến tính. Công suất tiêu thụ ủ c a mỗi nút chỉ ỷ t lệ vớ ố i s các con c i ủa nó. Trong mạng tuyến tính, mỗi nút chỉ có 1 con. Đ ều này phân phối đều năng lượng tiêu thụ của mạng. Sự tiêu thụ nă ủ ng lượng ch yế ạ ặ ầ u trong m ng an ninh là g p các yêu c u báo hiệ ả ự ạ ỗ ậ ấ ộ ự ạ u c nh báo khi có s vi ph m an ninh. M i khi nh n th y, m t s vi ph m an ninh cần được truyền tới trạm gốc ngay lậ ứ ễ p t c. Độ tr củ ệ ề ữ a vi c truy n d liệu qua mạng tới trạm gốc có ảnh hưởng nhất định tới hiệu quả của ứng dụng. Các nút mạng cần có khả nă ả ng tr lờ ớ ầ ủ ề i nhanh chóng v i các yêu c u c a các nút láng gi ng để chuyển tiếp dữ liệu. Trong các mạng an ninh việc giảm thời gian trễ củ ệ ề ả a vi c truy n c nh báo quan trọng h n vi ng l ơ ệc giảm chi phí nă ượng khi truyề Đ ề n. i u này do các sự kiện
Luận văn thạc sĩ khoa học 25 cảnh báo rất hiếm khi xảy ra. Trong mạng phòng cháy các cảnh báo gần như không bao giờ ả x y ra. Đối với sự kiện xảy ra 1 lần năng lượng chủ ế y u được dành cho việc truyề ả ễ n. Gi m độ tr truyề ẽ ă ă ụ ế n s làm t ng n ng lượng tiêu th vì các nút định tuy n phải giám sát các kênh radio thường xuyên hơn. Trong các mạng an ninh, phần lớn năng lượng tiêu thụ dành cho việc xác nhận chức năng của các nút láng giềng và chuẩn bị chuyển tiếp thông báo cảnh báo. Việc truyề ữ ệ ệ ờ ẽ n d li u hi n th i s tố ộ n m t phần năng lượng của mạng. Theo dõi đối tượng Với các mạng cảm biến không dây, các đối tượng có thể được theo dõi đơn giản gắn chúng với một nút cảm biến nhỏ. Nút cảm biến này sẽ được theo dõi khi chúng đi qua một trường các nút cảm biến được triển khai tại những vị trí đã biết. Thay vì cảm nhận dữ liệu môi trường, những nút này sẽ được triển khai để cảm nhận các thông đ ệ i p RF của các nút gắn với các đối tượng. Những nút này có thể được sử dụ ư ữ ẻ ự ặ ủ ộ ng nh nh ng th để thông báo s có m t c a m t thiết bị. Một cơ sở dữ liệu có thể được sử dụng ng để ghi lại vị trí tươ đối của đối tượng với các nút mạng, do đó có thể biết vị trí hi i t ện thời của đố ượng. Không như mạ ả ế ạ ứ ụ ẽ ng c m bi n hay m ng an ninh, các ng d ng theo dõi s liên tục thay đổi topology khi các nút đi qua mạ ự ế ố ng. Trong khi s k t n i giữa các nút tại các vị trí cố ổ ự đị đố nh tương i n định, s kế ố t n i tới các nút di động sẽ ụ liên t c thay đổ đổ i. Thêm vào đó tập hợ ị ẽ ụ p các nút b theo dõi s liên t c thay i khi các nút gia nhập hay rời khỏi hệ thố Đ ề ủ ng. i u ch yế ạ ả u là m ng có kh nă ậ ế ng nh n bi t một cách hiệu quả sự có mặt của các nút mới đi vào mạng. WSN được ứng dụng đầu tiên trong các lĩnh vực quân sự. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đ ề i u khiển tự động, robotic, thiết bị thông minh, môi tr t ường, y tế ... WSN ngày càng được sử dụng nhiều trong hoạ động công nghiệp và dân dụng. Một số ứng d a WSN trong th ụng cơ ả b n củ ực tế: 1.3.1. Ứng dụng trong quân sự và an ninh quốc gia. Mạng cảm biến không dây có thể tích là một phần tích hợp trong hệ thống đ ề ể i u khi n quân đội, giám sát, giao tiếp, tính toán thông minh, trinh sát, theo dõi
Luận văn thạc sĩ khoa học 26 mục tiêu. Đặc tính triển khai nhanh, tự tổ ứ ch c và có thể bị lỗ ủ ạ ả ế i c a m ng c m bi n làm cho chúng tr thành k ở ỹ thuật đầy hứa hẹn cho hệ thống trong quân đội. Vì mạng cảm biến dựa trên sự triển khai dày đặc của các nút cảm biến có sẵn, chi phí thấp và sự phá hủy của mộ ở t vài nút b i quân địch không ảnh hưởng đến hoạt động của quân đội cũng như sự ủ ả ế ề ố ệ phá h y các c m bi n truy n th ng làm cho khái ni m mạng cảm biến là ứng dụng tốt đối với chiến trường. Một vài ứng dụng quân đội của mạng cảm biến là quan sát lực lượng, trang thiết bị, đạn dược, theo dõi chiến trường do thám địa hình và lực lượng quân địch, mục tiêu, việ đ c ánh giá mức độ nguy hiểm của chiến trường, phát hiện và do thám việc tấn công bằng hóa học, sinh học, hạt nhân. Hình 1.8: Phát hiện và theo dõi mục tiêu Giám sát lực lượng, trang thiết bị và đạn dược: Các lãnh đạo, sĩ ẽ quan s theo dõi liên tục trạng thái lực lượng quân đội, đ ề i u kiện và sự sẵ ủ ế ị n sàng c a các thi t b , đạn dược trong chi c s ến trường bằng việ ử dụ ạ ả ế ế ị ng m ng c m bi n. Các trang thi t b và đạn dược được gắn thiết bị cả ế ỏ m bi n nh để có thể ề ạ ủ thông báo v tr ng thái c a chúng. Những bản báo cáo này được tập hợp lại tại các nút sink để gửi tới trung tâm quan sát, đ ề i u hành.
Luận văn thạc sĩ khoa học 27 Giám sát chiến trường: địa hình hiểm trở, các tuyến đường , đường mòn và các chỗ eo hẹ ể ủ ở ạ ả ế ầ ư p có th nhanh chóng được bao ph b i m ng c m bi n và g n nh có thể theo dõi các hoạ ủ t động c a quân địch. Khi các hoạt động này được mở rộng và kế hoạch hoạt động được chuẩn bị một mạ ớ ể ể ấ ứ ờ ng m i có th được tri n khai b t c th i gian nào khi theo dõi chiến trường. Giám sát đị đị a hình và lực lượng quân ch: mạ ả ế ể ng c m bi n có th được triển khai ng ở nhữ địa hình then chốt và một vài nơi quan trọng, các nút cảm biến cần nhanh chóng c p trung d ảm nhận các dữ liệu và tậ ữ li i v ệu gử ề trong vài phút trước khi quân địch phát hiệ ể ặ ạ n và có th ch n l i chúng. Đ ự ể ủ ế ánh giá s nguy hi m c a chi n trường: trước và sau khi tấ ạ n công m ng cảm biến có thể được triể ở ữ ụ n khai nh ng vùng m c tiêu để nắ ứ m được m c độ nguy hiểm của chiến trường. Phát hiện và thăm dò các vụ tấ ằ ọ ọ ạ n công b ng hóa h c, sinh h c và h t nhân: Trong các cuộc chiế ọ ọ đ ầ ề ộ đ ề ấ n tranh hóa h c và sinh h c ang g n k , m t i u r t quan trọng là sự phát hiện đúng lúc và chính xác các tác nhân đó. Mạ ả ế ể ng c m bi n tri n khai ở những vùng mà được sử dụng như là hệ thống cả ọ ọ nh báo sinh h c và hóa h c có thể cung cấp các thông tin mang ý nghĩa quan trọng đúng lúc nhằm tránh thương vong nghiêm trọng. 1.3.2. Ứng dụng trong môi trường. Một vài ứng dụng môi trường của mạng cảm biến bao gồm theo dõi sự di cư c i ủa các loài chim, các động vật nhỏ, các loại côn trùng, theo dõi đ ều kiện môi trường mà ảnh hưởng đến mùa màng và vật nuôi; việc tưới tiêu, các thiế ị đ t b o đạc lớn đối với việc quan sát diện tích lớn trên trái đất, sự thăm dò các hành tinh, phát hiện sinh-hóa, nông nghiệp chính xác, quan sát môi trường, trái đất, môi trường vùng biển và bầu khí quyển, phát hiện cháy rừng, nghiên cứu khí tượng học và địa lý, phát hiện l ph p v ũ ụ l t, sắp đặt sự ức tạ ề sinh học của môi trường và nghiên cứu sự ô nhiễm.
Luận văn thạc sĩ khoa học 28 Hình 1.9: Theo dõi các điều kiện môi trường Phát hiện cháy rừng: Vì các nút cả ế ể ể ộ m bi n có th được tri n khai m t cách ngẫu nhiên, có chiến lược với mật độ cao trong rừng, các nút cảm biến sẽ dò tìm nguồn gốc của lửa để thông báo cho người sử dụ ế ử ng bi t trước khi l a lan rộng không kiểm soát được. Hàng triệu các nút cảm biến có thể được triển khai và tích hợp sử dụ ệ ng h thống tần số không dây hoặc quang học. Cũng vậy, chúng có thể được trang bị ứ cách th c sử ụ ấ d ng công su t có hiểu quả như là pin mặt trời bởi vì các nút cảm biến bị bỏ lạ ủ ă ả ế ẽ i không có ch hàng tháng và hàng n m. Các nút c m bi n s cộng tác với nhau để thực hiện cảm biến phân bố và khắc phục khó khăn, như các cây và đá mà ngăn trở ầ t m nhìn thẳng của cảm biến có dây.
Luận văn thạc sĩ khoa học 29 Hình 1.10: Theo dõi và cả ừ nh báo cháy r ng Phát hiện lũ lụt: một ví dụ đ ệ ố ể ạ ỹ ó là h th ng báo động được tri n khai t i M . Một vài loại cảm biế ể n được tri n khai trong hệ thống c ng m ảm biến lượ ưa, mức nước, thời tiết. Những con cảm biến này cung cấp thông tin để tậ ệ ố p trung h th ng cơ sở dữ liệu đã c đượ định nghĩa trước. 1.3.3. Ứng dụng trong thương mại. i Đ ều khiển không lưu Quả ầ n lý c u đường Quản lý kiến trúc và xây dựng i Đ ều khiển các hệ thống tự động trong công nghiêp i Đ ều khiển nhiệt độ, áp suất và các yếu tố khác Hệ thống giao thông thông minh: giao tiếp giữa biển báo và phương tiện giao thông, hệ thố đ ề ng i u tiết lưu thông công cộng, hệ thống báo hiệu tai nạn, kẹt xe... hệ thống định vị, trợ giúp đ ề i u khiển tự động phương tiện tiện giao thông ...
Luận văn thạc sĩ khoa học 30 1.3.4. Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe. Một vài ứng dụng về sứ ỏ ớ ạ ả ế ệ c kh e đối v i m ng c m bi n là giám sát b nh nhân, các triệu chứng, quản lý thuốc trong bệnh viện, giám sát sự chuyển động và xử lý bên trong của côn trùng hoặc các động vật nhỏ ể ĩ khác, theo dõi và ki m tra bác s và bệnh nhân trong bệnh viện. Hình 1.11: Ứ ụ ạ ả ế ế ng d ng m ng c m bi n trong y t Theo dõi bác sĩ và bệnh nhân trong bệnh viện : mỗ ệ i b nh nhân được gắn các nút cảm biến nhỏ và nhẹ, mỗi một nút cảm bi m v ến này có nhiệ ụ riêng, ví dụ có nút cảm biến xác định nhịp tim trong khi con cảm biến khác phát hiện áp suất máu, các nút cảm biến này truyền tín hiệu về mộ ũ ắ ệ t nút trung tâm (c ng g n trên người b nh nhân), dữ liệu từ nút trung tâm này được truyền về trung tâm xử lý. Qua đó, các nhân viên y tế có thể theo dõi liên tục tình trạng bệnh nhân mặc dù có thể họ không ở gầ ĩ n nhau. Bác s cũ ể ả ế ng có th mang nút c m bi n để cho các bác sĩ khác xác định được vị ủ ọ ệ ệ trí c a h trong b nh vi n… 1.3.5. Ứng dụng trong gia đình. Trong lĩnh vực tự động hóa gia đình, các nút cảm biế ở n được đặt các phòng, khu v o nhi ực cần thiế đ t để ệt độ, độ ẩm, ánh sáng… Không những thế, chúng còn được dùng để phát hiệ ữ ự n nh ng s dị ể ạ ch chuy n trong phòng và thông báo l i thông tin này đến thiết bị báo động trong trường hợp không có ai ở nhà.
Luận văn thạc sĩ khoa học 31 Hình 1.12: Ứ ụ ạ ả ế ng d ng m ng c m bi n - nhà thông minh
Luận văn thạc sĩ khoa học 32 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT CƠ BẢ Ạ Ả Ế N M NG C M BI N KHÔNG DÂY 2.1. Node. Mạng cảm biến gồm nhiều cảm biến phân bố bao phủ một vùng địa lý. Các nút (Sensor node) có khả nă ạ ế ớ ậ ứ ng liên l c vô tuy n v i các nút lân c n và các ch c năng cơ bả ư n nh xử ệ ả lý tín hi u, qu n lý giao thức mạng và bắt tay với các nút lân cận để truyền dữ liệu về trung tâm. Chức năng cơ bả ủ n c a các nút trong mạ ả ng c m biến phụ thuộc vào ứng dụng củ ộ ố a nó, m t s chức năng chính: Xác đị đượ đặ độ nh c giá trị ố ạ ơ ắ các thông s t i n i l p t: nhiệ ấ t độ, áp su t, cường ánh sáng … Phát hiện sự tồ ạ ủ ự ệ ầ ố n t i c a các s ki n c n quan tâm và ước lượng thông s của sự kiện đó. Ví dụ như đối vớ ạ ả ế ả i m ng c m bi n dùng trong giám sát giao thông, c m biến phải nhận biết được sự di chuyển của xe cộ đ , o được tốc độ và hướng di chuyển của các phương tiện đang lưu thông … Phân biệt được các đối tượng. Ví dụ như cả ế ậ ế m bi n giao thông thì nh n bi t được loại xe đang lưu thông: xe tải, xe con, xe buýt, … Theo dấu các đối tượng. Ví dụ như trong quân sự, mạng cảm biến phải cập nhật được vị trí các phương tiện của đối phương khi chúng vào vùng bao phủ của mạng … Các hệ thống có thể đ ứ áp ng thời gian thực hay gần như thế ầ , tùy theo yêu c u và mụ đ c ích của thông tin cần thu thập. Cả ế ồ ề ứ ă ư m bi n g m nhi u nhóm ch c n ng nh cơ ệ đ ệ ừ ọ , hóa, nhi t, i n, t , sinh h c, quang, chất lỏng, sóng siêu âm, cảm biến khối, … Cảm biến có thể sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau, trong các đ ề i u kiện khác nhau. Công nghệ cảm biến và đ ề ể ồ đ ệ ừ ả ế ả ế ồ i u khi n bao g m trường i n và t ; c m bi n sóng radio; c m bi n quang, h ng ngoại; radar, lasers; cảm biến vị trí, định vị … Các cảm biến kích thước nhỏ, giá thành thấ ổ p, n định, độ nhạy cao và đáng tin cậy là yếu tố quan tr ng t ọ ạo nên các mạng c n ho ảm biế ạt động hiệu quả và kinh tế.
Luận văn thạc sĩ khoa học 33 ADC: Analog-to-Digital Converter Hình 2.1: Cấu tạo cơ bản của một nút cảm biến - phần cứng Mỗi nút cảm biến gồm 4 thành phần cơ ả b n như ở hình minh hoạ: - Đơn vị cảm biến (sensing unit) - Đơn vị xử lý (processing unit) - Đơn vị truyền dẫn (transceiver unit) - Bộ nguồn (power unit) Ngoài ra có thể ữ ầ ộ ừ ứ ụ ư có thêm nh ng thành ph n khác tùy thu c vào t ng ng d ng nh : hệ thống định vị (location finding system), bộ phát nguồ ộ n (power generator) và b phận di động (mobilizer/actuator).
Luận văn thạc sĩ khoa học 34 <*> Phần mềm Hình 2.2: Cấu tạo cơ bản của một nút cảm biến – phần mềm Các đơn vị cảm biến (sensing units) bao gồm cảm biến(sensor) và bộ chuyển đổi tương tự ố ự -s (ADC). D a trên những hiện tượng quan sát được, tín hiệu tương tự tạo ra bởi sensor được chuyển sang tín hiệu số bằ ộ đ ng b ADC, sau ó được đưa vào bộ xử ị lý. Đơn v xử ế ợ ớ ộ ư ữ ỏ ế lý thường được k t h p v i b l u tr nh (storage unit), quy t định các thủ tục làm cho các nút kế ợ ớ ự ệ ệ ụ t h p v i nhau để th c hi n các nhi m v định sẵn. Phần thu phát vô tuyến kết nối các nút vào mạng. Một trong số các phần quan trọng nhất của mộ ạ ả ế ộ ồ ộ ồ ỗ t nút m ng c m bi n là b ngu n. Các b ngu n thường được h trợ bở ộ ậ ọ i các b ph n l c như tế ă ặ ờ bào n ng lượng m t tr i. Ngoài ra cũng có những thành phần phụ khác phụ thuộc vào từ ứ ng ng dụng. Hầu hết các kĩ thuật định tuyến và các nhiệm vụ cả ế ủ ạ ầ ề m bi n c a m ng đều yêu c u có độ chính xác cao v vị trí. Các bộ phận di động đôi lúc cần phải dịch chuyển các nút cảm biến khi cần thiết để thực hiện các nhiệm vụ đã ấn định. Tất cả những thành phần này cần phải phù hợp với kích cỡ từ ỡ ả ế ộ ố ộ ng module. Ngoài kích c ra các nút c m bi n còn m t s ràng bu c nghiêm ngặt khác, như là phả ụ i tiêu th rấ ă ạ ở t ít n ng lượng, ho t động mật độ cao, có giá thành thấ ể ự p, có th t hoạt động, và thích ứng với sự biế ủ n đổi c a môi trường. 2.2. Các kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến và các tiêu chuẩn áp dụng. Hai dải t th ần số ường được sử dụ ở ng b i trong mạng cảm biến là: Dải tần
Luận văn thạc sĩ khoa học 35 ISM và dải tần U-NII. Khi sử dụ ế ễ ừ ồ ng sóng vô tuy n, luôn luôn có nhi u t ngu n khác nhau (như: suy hao, can nhiễu, nhiễu fading, nhiễ đ u a đường…), nhiễu từ các thiết bị đ ệ ử ệ ử i n t khác. Công ngh IEEE PAN/LAN/MAN s dụ ế ng sóng vô tuy n đều bị ảnh hưởng bởi nhiễu này. Công nghệ IEEE PAN/LAN/MAN đã xác định được các giao thức truyền. Những giao thức này quyết định việc mã hóa tín hiệu truyền tại lớp vật lý và lớp liên kết. Có nhiều giao thức không dây nhưng được sử ụ d ng rộng rãi nhất là: (1) IEEE 802.15.1 (còn được gọi là Bluetooth); (2) IEEE 802.11a/b/g/n mạng LAN không dây; (3) IEEE 802.15.4 (ZigBee); (4) IEEE 802.16 (trong phạm vi MAN- còn gọi là WiMax); (5) nhận dạng tần số vô tuyến (RFID gắn thẻ). Hình 2.3: Một số chuẩ ề ẫ ế n truy n d n vô tuy n
Luận văn thạc sĩ khoa học 36 (*) Tố ữ c độ d liệu lên đến 256Mb/s (#) Tố ữ c độ d liệu lên đến 108Mb/s Chuẩn IEEE Chỉ tiêu 802.11 802.15/Bluetooth 802.15.4/Zigbee Khoảng cách (m) 100 10~100 10~100 Tốc độ dữ liệu (Mb/s) 2~54 1~3 0,25 Công suất tiêu thụ Trung bình Thấp Cực thấp Thời gian sống của pin Phút~ vài giờ Giờ~ vài ngày Ngày~ vài năm Kích thước Lớn Nhỏ ơ h n Nhỏ nhất Tỉ số ứ chi phí/độ ph c tạp >6 1 0,2 Bảng 2.1: So sánh mộ ố ẩ t s chu n truy n d ề ẫn vô tuyến Tiếp theo tác giả sẽ ộ ố trình bày m t s chuẩ ề ẫ n truy n d n không dây thông dụng, đặc biệt sẽ đi sâu vào trình bày về chuẩn IEEE 802.15.4/Zigbee 2.2.1. Chuẩn Bluetooth. Bluetooth là một đặc tả không dây tầm ngắn dựa trên kết nối cho các thiết bị cầm tay cá nhân. Nó hoạt động vô tuyến trong một phạm vi ngắn, trao đổi dữ liệu với giao thức được thiết kế cho các nhiệm vụ nhỏ, chẳng hạn như đồng bộ hóa, tai nghe, chuột và bàn phím. Chuẩn này bắt đầu như là mộ ẩ ứ t chu n không chính th c dùng trong công nghiệp; gần đây hơn, IEEE 802.15.1 phát triển dự án PAN không dây dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật Bluetooth v1.1 Foundation. Tiêu chuẩn IEEE 802.15.1 đã được xuất bản vào năm 2002, hướng chủ yế ế ố ế u vào các k t n i không dây trong các thi t bị
Luận văn thạc sĩ khoa học 37 thông tinh cá nhân trong một mạng cá nhân. Đây là một công nghệ ít tốn năng lượng, giao tiếp đơn giản và rẻ. Công nghệ này có đặc tính bị giới hạn bởi hiệu suất thiết kế ậ ứ ụ ạ ế ầ ớ ợ , vì v y, tính ng d ng cho WSN là khá h n ch trong ph n l n trường h p. IEEE đã xem xét và cung cấp một tiêu chuẩn kiểm soát truy cập media (MAC) (L2CAP, LMP, và baseband) và lớp vật lý (PHY) (radio) cho Bluetooth v1. Có đ ề i u khoản về các đ ể i m truy cập dịch vụ (SAPs), trong đó bao gồ ộ m m t giao diện LLC-MAC cho ISO / IEC 8.802-2 LLC. Bluetooth phát sóng radio đẳng hướng (omni direction) có thể xuyên qua bức tường và rào cản phi kim khác. Sóng vô tuyến sử dụng trong công nghệ Bluetooth hoạt động trong dải tần 2.4 GHz ISM (dải tần số không cần phải đăng ký với cơ quan quản lý t n s ầ ố không gian của Quốc gia). Bluetooth sử dụ ỹ ng k thuật trải phổ, nhẩy tần, truy n song công. Khi k ề ết nối đ ể i m- đ ể i m, cho phép cùng lúc kế ố ớ t n i v i 7 thiết bị ờ ả ố ể ễ ớ đồng th i. Để gi m t i thi u nhi u đối v i các giao thứ ử ụ c khác s d ng chung tần số, công nghệ Bluetooth sử dụ ầ ố ng t n s bước nhả ắ ầ ố y ng n, thay đổi t n s 1600 lần/giây. Thiết bị ể đ Bluetooth có th óng vai trò “master”, liên lạc đến 7 thiết bị có vai trò slave (nhóm nhiều hơn 8 thiế ị tb gọ ể i là piconet). Bluetooth có th kế ố t n i 2 hay nhiều piconet. Ngày nay, công nghệ Bluetooth mới ra đời có những đặc tính tốt hơn so với công nghệ ũ c : - Tốc độ truyền gấp 3 lần - Công suất tiêu thụ giảm - Đơn giản trong các ứng dụng đa đường vì băng thông tăng lên - Cải thiện tỉ ệ ỗ l l i bit 2.2.2. Chuẩn WLAN Dự án phát triển mạng nội bộ không dây WLAN (Wireless Local Area Network) được bắ ừ ụ đ ủ ự ằ ự ộ t đầu t 1990. M c ích c a d án này là nh m xây d ng m t
Luận văn thạc sĩ khoa học 38 cách thức kết n t b ối không dây giữa nhữ ế ng thi ị (station) cố định hoặc di động mà đ ỏ ộ ự ế ậ ạ ộ ự ụ ộ òi h i m t s thi t l p m ng nhanh chóng trong m t khu v c c c b bằ ử ng cách s dụng những băng tầng khác nhau. Và năm 2001, chuẩn quốc tế đầu tiên về mạng 802.11 đã được công bố. Các chuẩn WLAN hiện tại: IEEE 802.11: là chuẩn gốc của WLAN và là chuẩ ố ề n có t c độ truy n thấp nhất trong cả 2 kỹ thuật dựa trên tần số radio và dựa trên tần số ánh sáng. IEEE 802.11b: Có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, chu n này c ẩ ũng được gọi là WiFi bởi tổ chức Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Tốc độ dữ liệu lý thuyết là 11Mbps (megabit per second). Trên thự ế c t tốc độ lớ ấ ể n nh t có th đạt được là 6Mbps vớ ủ ầ i vùng ph sóng t m 300m trong môi trường không vật cản (outdoor). Băng tầng sử dụ ă ầ ớ ng là 2,4 GHz (cùng b ng t ng v i bluetooth và microwave). IEEE 802.11a: Có tốc độ truyề ơ ế ầ n cao h n 802.11b (54Mbps lý thuy t và t m 30 Mbps lớn nhất có thể trong thực tế) nhưng không có tính tương thích ngược, và sử dụng tần số 5GHz. IEEE 802.11g: Là chuẩ ự n d a trên chuẩ ố ề ớ n 802.11 có t c độ truy n ngang v i 802.11a, có khả nă ớ ẩ ạ ầ ố ng tương thích v i 802.11b. Chu n này ho t động trên t ng s 2.4GHz. IEEE 802.11n: Chuẩn này tăng tốc độ truyền lên tầm 100Mbps. IEEE 802.11f: Chuẩn này định nghĩa các giao thức cho phép các Access Point (AP) trao đổi thông tin với nhau nhằm giúp người dùng có thể chuyển giao nối kết (roaming) giữa 2 AP mà liên lạc không bị gián đ ạ o n. IEEE 802.11i: Nhằm tăng cường tính bảo mật của wifi. IEEE 802.11e: Nhằm tăng cường v ng d ề chất lượ ịch vụ (Quality of Service) IEEE 802.11u: Nhằm cải tiến việc kết nối với nhiều mạng khác (interworking) và còn nhiều chuẩn khác nữa như 802.11k (radio reource management), 802.11r
Luận văn thạc sĩ khoa học 39 (roaming), 802.11h (transmission power control), 802.11p (vehicular network).... Mỗi mộ ẩ ằ ả ệ ặ ả ế ộ ấ ụ ể t chu n này nh m c i thi n ho c gi i quy t m t v n đề c th . 2.2.3. Chuẩn Zigbee Đặc đ ể ủ ệ ố ề ấ ă i m c a công ngh ZigBee là t c độ truy n tin th p, tiêu hao ít n ng lượng, chi phí thấp, và là giao thức mạng không dây hướng tới các ứng dụng đ ề i u khiển từ xa và tự động hóa. Tổ chức IEEE 802.15.4 bắt đầu làm việc với chuẩn tốc độ th t th ấp được mộ ời gian ngắn thì tiểu ban về ổ ứ ế ZigBee và t ch c IEEE quy t định sát nhập và lấy tên ZigBee đặt cho công nghệ mớ ụ ủ ệ i này. M c tiêu c a công ngh ZigBee là nhắm tới việc truyền tin với mức tiêu hao năng lượng nhỏ và công suất thấp cho những thiết bị chỉ có thờ ạ ừ ă i gian ho t động t vài tháng đến vài n m mà không yêu cầu cao về tố ề ư ộ đ c độ truy n tin nh Bluetooth. M t iề ổ ậ u n i b t là ZigBee có thể dùng được trong các mạng mắt lưới (mesh network) rộng hơn là sử dụng công nghệ Bluetooth. Các thiết bị không dây sử dụ ệ ể ng công ngh ZigBee có th dễ dàng truyền tin trong khoảng cách 10-75m tùy thuộc và môi trường truyền và mức công suất phát được yêu cầu với m li ỗ ứ i ng dụng, Tố ữ c độ d ệu là 250kbps ở ả d i tần 2.4GHz (toàn cầu), 40kbps ở dả ầ i t n 915MHz (Mỹ ậ +Nh t) và 20kbps ở dải tần 868MHz(Châu Âu).
Luận văn thạc sĩ khoa học 40 Hình 2.4: Cấu trúc phân lớp giao thức IEEE 802.15.4/Zigbee Các nhóm nghiên cứu Zigbee và tổ chức IEEE đã làm việc cùng nhau để chỉ rõ toàn bộ các khối giao thức của công nghệ này (như hình ….). IEEE 802.15.4 tập trung nghiên cứu vào 2 tầng th ng v ấp của giao thức (tầ ật lý và tầng liên kết dữ liệu). Zigbee còn thiết lập cơ sở ữ ầ ơ ứ ừ cho nh ng t ng cao h n trong giao th c (t tầ ạ ng m ng đến tầ ứ ụ ề ả ậ ữ ng ng d ng) v b o m t, d liệu, chuẩn phát triển ng để đảm bảo chắc chắn rằ các khách hàng dù mua sản ph ng v ẩm từ các hãng sản xuất khác nhau như ẫn theo một chuẩn riêng để làm việc cùng nhau. 2.2.3.1. Topology Một hệ thống ZigBee/IEEE802.15.4 gồm nhiều phần tạo nên. Phần cơ bản nhất tạo nên một mạng là thiết bị có tên là FFD (full-function device), thiết bị này đảm nhận tấ ả ứ ă ạ ạ t c các ch c n ng trong m ng và ho t động như mộ ộ đ ề ố t b i u ph i mạng PAN, ngoài ra còn có một số thiết bị đảm nhận một số chức năng hạn chế có tên là RFD (reduced-function device). Một m t b ạng tối thiểu phải có 1 thiế ị FFD, thiết bị ạ ư này ho t động nh mộ ộ đ ề ố ạ ể ạ t b i u ph i m ng PAN. FFD có th ho t động
Luận văn thạc sĩ khoa học 41 trong ba trạng thái: là đ ề i u phối viên của toàn mạng PAN (personal area network), hay là đ ề i u phối viên của mộ ạ ặ ả ỉ ộ t m ng con, ho c đơn gi n ch là m t thành viên trong mạng. RFD được dùng cho các ứng dụng đơn giản, không yêu cầu gửi lượng lớn dữ liệu. Một FFD có thể làm việc với nhiều RFD hay nhiều FFD, trong khi một RFD chỉ có thể ệ ớ ộ làm vi c v i m t FFD Hình 2.5: Topology mạng Zigbee Hiện nay Zigbee và tổ chức chuẩn IEEE đã đưa ra mộ ố t s cấ ế u trúc liên k t mạng cho công nghệ Zigbee. Các node mạng trong một mạng Zigbee có thể ế liên k t với nhau theo cấu trúc mạng hình sao (star) cấu trúc mạng hình lưới( Mesh) cấu trúc bó cụm hình cây. Sự đa dạng về cấ ạ ệ u trúc m ng này cho phép công ngh Zigbee được ứ ụ ộ ộ ng d ng m t cách r ng rãi. 2.2.3.2. Tầng vật lý (PHY): Cung cấp hai dịch v ch v ụ là dị ụ dữ ệ ị ụ ả li u PHY và d ch v qu n lý PHY, hai dịch vụ này có giao diện với dịch vụ quản lý tầng vật lý PLME (physical layer
Luận văn thạc sĩ khoa học 42 management). Dịch vụ dữ ệ đ ề ể ệ ủ ố ữ ệ li u PHY i u khi n vi c thu và phát c a kh i d li u PPDU (PHY protocol data unit) thông qua kênh sóng vô tuyến vật lý. Các tính năng của tầng PHY là sự kích hoạt hoặc giảm kích hoạt của bộ phận nhậ ệ n sóng, phát hi n năng lượng, chọn kênh, chỉ số ề ả ề đường truy n, gi i phóng kênh truy n, thu và phát các gói dữ liệu qua môi trường truyề ẩ n. Chu n IEEE 802.15.4 định nghĩa ba dải tần số khác nhau theo khuyến nghị ủ ậ c a Châu Âu, Nh t Bản, Mỹ. Hình 2.6: Dải tần số theo IEEE 802.15.4 Chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa ba dải tần số khác nhau theo khuyến nghị của Châu Âu, Nhật Bản, Mỹ Bảng 2.2: Dải tần số vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.15.4 PHY (MHz) Băng tần (MHz) Tốc độ chip (kchips/s) Đ ề ế ố i u ch T c độ bit (kb/s) Tốc độ ký tự (ksymbol/s) Ký tự 868 868-868.6 300 BPSK 20 20 Nhị phân 915 902-928 600 BPSK 40 40 Nhị phân 2450 2000 62.5 2400-2486.5 O-QPSK 250 Hệ 16
Luận văn thạc sĩ khoa học 43 Có tất cả 27 kênh truyền trên các dải tần số khác nhau được mô tả như bảng dưới đây Tần số trung Tâm (MHz) S T ố lượng kênh (N) Kênh ần số kênh trung tâm (MHz) 868 1 0 868.3 915 10 1 – 10 906+2(k-1) 2450 16 11 – 26 2405+5(k-11) Bảng 2.3: Các kênh truyề ẫ ế n d n vô tuy n theo chuẩn IEEE 802.15.4 Các thông số ỹ k thuật trong tầ ậ ủ ng v t lý c a IEEE 802.15.4 Chỉ số ED (energy detection) Chỉ số đ ở ộ ỉ ED o đạc được b i b thu ED. Ch số ẽ ầ ạ ử này s được t ng m ng s dụ ư ng nh là một bước trong thuật toán chọn kênh. ED là kết quả củ ự ấ a s ướ ượ c l ng công su t năng lượng của tín hiệu nhận được trong băng thông của kênh trong IEEE 802.15.4. Nó không có vai trò trong việc giải mã hay nhận dạng tín hiệu truyền trong kênh này. Thờ ệ i gian phát hi n và x ng th ửlý ED tương đương khoả ời gian 8 symbol. Kết quả phát hiệ ă n n ng lượng sẽ được thông báo bằng 8 bit số nguyên trong khoảng từ 0x00 tới 0xff. Giá trị nhỏ nhất của ED (=0) khi mà công suất nhận được ít hơn mức +10dB so với lý thuyết. Độ lớ ủ ả n c a kho ng công suất nhận được để hi n th ể ị chỉ số ED tối thiểu là 40dB và sai số là ± 6dB. Chỉ số chất lượng đường truyền (LQI) Chỉ số ấ ề ư ấ ậ ố ch t lượng đường truy n LQI là đặc tr ng ch t lượng gói tin nh n được. S đ ể o này có th bổ đ sung vào ED thu được, ánh giá tỷ số ạ ặ ộ tín trên t p SNR, ho c m t sự kế ợ ủ ữ ị t h p c a nh ng phương pháp này. Giá tr kế ả t qu LQI được giao cho tầng mạng và tầng ứng dụng xử lý. Chỉ số đánh giá kênh truyền (CCA) CCA được sử dụ ộ ề ỗ ng để xem xem khi nào m t kênh truy n được coi là r i hay bận.
Luận văn thạc sĩ khoa học 44 Có ba phương pháp để thực hi c ki ện việ ểm tra này: - CCA 1 : “Nă ẽ ề ậ ng lượ ượ ng v t ngưỡng”. CCA s thông báo kênh truy n b n trong khi dò ra bất kỳ ă n ng lượng nào vượt ngưỡng ED. - CCA 2 : “Cả ế ề ậ ỉ ậ m bi n sóng mang”. CCA thông báo kênh truy n b n ch khi nh n ra tín hiệu có đặc tính trải phổ đ ề ế ủ và i u ch c a IEEE802.15.4. Tín hiệu này có thể thấp hoặc cao hơn ngưỡng ED. - CCA 3 : “Cả ế ế m bi n sóng mang k t hợ ớ ă p v i n ng lượ ựơ ng v t ngưỡng”. CCA sẽ báo kênh truyền bận chỉ khi dò ra tín hiệu có đặc tính trả ổ đ ề ế ủ i ph và i u ch c a IEEE 802.15.4 với năng lượng vượt ngưỡng ED. Định dạng khung tin PPDU. Mỗi khung tin PPDU bao gồm các trường thông tin. SHR (synchronization header) : đồng bộ thi i bit ết bị thu và chốt chuỗ PHR (PHY header): chứa thông tin độ dài khung PHY payload: chứa khung tin của tầng MAC Octets: 4 1 1 Variable Đầu khung SFD (bắt đầu phân định khung) Độ dài khung (7 bits) Phần giành riêng (1 bit) PSDU SHR PHR PHY payload Hình 2.7: Khung tin PPDU 2.2.3.3. Tầng MAC T i ầng đ ều khiển truy cập môi trường MAC (media access control) cung cấp 2 dị ụ ch v là dịch vụ dữ ệ ả li u MAC và qu n lý MAC, nó có giao diệ ớ đ n v i iểm truy c c ập dịch vụ ủa thực thể quản lý tầng MAC (MLMESAP). Dịch vụ dữ ệ li u MAC có nhiệm vụ quản lý việc thu phát của khối MPDU (giao thức dữ liệu MAC) thông qua
Luận văn thạc sĩ khoa học 45 dịch vụ dữ liệu PHY. Nhiệm vụ củ ầ ả ệ ệ a t ng MAC là qu n lý vi c phát thông tin báo hi u beacon, định dạ ề đ ạ đ ề ể ậ ả ng khung tin để truy n i trong m ng, i u khi n truy nh p kênh, qu n lý khe thời gian i và gi GTS, đ ề i u khiển kết nố ải phóng kết nối, phát khung Ack. Cấu trúc siêu khung. LR-WPAN cho phép sử dụ ầ ấ ạ ng theo nhu c u c u trúc siêu khung. Định d ng c a ủ siêu khung được định rõ bởi PAN coordinator. Mỗi siêu khung được giới hạn b m ởi từng ạng và được chia thành 16 khe như nhau. Cột mố ệ c báo hi u dò đường beacon c g đượ ửi đi trong khe đầu tiên của mỗi siêu khung. Nếu một PAN coordinator không muố ử n s dụ ả ừ ệ ng siêu khung thì nó ph i d ng vi c phát mốc beacon. Mốc này có nhiệ ộ ế ị đ ậ ạ ứ m đồng b các thi t b ính kèm, nh n d ng PAN và ch a nội dung mô tả cấ ủ u trúc c a siêu khung. Siêu khung có 2 phầ ạ n “ho t động” và “nghỉ”. Trong trạng thái “nghỉ” thì PAN coordinator không giao tiếp với các thiế ị t b trong mạng PAN, và làm việ ở c mode công suất thấp. Phần “hoạt động” gồm 2 giai đ ạ đ ạ ấ ậ đ ạ ấ ự o n: giai o n tranh ch p truy c p (CAP) và giai o n tranh ch p t do (CFP), giai đ ạ o n tranh chấp trong mạng chính là khoảng thời gian tranh chấp giữa các trạm để có cơ hộ ộ ề ặ ạ i dùng m t kênh truy n ho c tài nguyên trên m ng). Bấ ỳ ế t k thi t bị nào muốn liên lạc trong thời gian CAP đều phải cạnh tranh vớ ế i các thi t bị khác bằng cách sử dụ ỹ ậ ạ ng k thu t CSMA-CA. Ngược l i CFD gồm có các GTSs, các khe thời gian GTS này thường xuất hiệ ở n cuối của siêu khung tích cực mà siêu khung này được bắ ở ể ị ả t đầu khe sát ngay sau CAP. PAN coordinator có th định v được b y trong số các GTSs, và mỗi một GTS chiếm nhiều h n m ơ ột khe thời gian. Thuật toán tránh xung đột đa truy cập sử dụ ả ế ng c m bi n sóng mang CSMA- CA. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance). Phương pháp tránh xung đột đa truy cậ ờ ả ế ự ấ đ p nh vào c m bi n sóng. Th c ch t ây là phương pháp truy cập mạng dùng cho chuẩn mạng không dây IEEE 802.15.4. Các thiết bị trong mạng (các nút mạ ẽ ụ ắ ệ ề ng) s liên t c l ng nghe tín hi u thông báo trước khi truy n.
Luận văn thạc sĩ khoa học 46 Đ ậ a truy c p (multiple access) chỉ ằ ề ế ị ể ra r ng nhi u thi t b có th cùng kết nối và chia sẻ tài nguyên của một mạng (ở đây là mạng không dây). Tất cả các thiết bi đều có quyền truy cập như nhau khi đường truyền rỗi. Ngay cả khi thiết bị ậ tìm cách nh n biết mạng đang sử dụ ẫ ả ng hay không, v n có kh năng là có hai trạm tìm cách truy cập mạng đồng thời. Trên các mạng lớn, thời gian truyền từ đầu này đến đầu kia là đủ để mộ ạ ể ậ ề đ ả ộ ạ t tr m có th truy c p đến kênh truy n ó ngay c khi có m t tr m khác vừa truy cập đến. Giao thức CSMA/CA tránh khả ă n ng xung đột gữ ạ a các tr m dùng chung đường truyền (sóng vô tuyến) bằng cách sử dụng random back off time (khoảng thời gian bấ ỳ ả ể ề ử t k ph i đợi trước khi có th giành quy n s dụng đường truyề ế ộ n) n u b cả ế ậ m bi n v t lý hay logic củ ạ a tr m phát hiệ ề ậ n đường truy n b n. Khoảng thời gian ngay sau khi đường truyền bận là khoảng thời gian dễ xảy ra xung đột nhấ ệ t, đặc bi t là trong môi trườ ườ ng có nhiều ng i sử dụ ạ ờ đ ể ng. T i th i i m này, các trạm phải đợi cho n r đường truyề ảnh và sẽ cố truyề ữ ệ ạ ộ ờ n d li u t i cùng m t th i đ ể ộ ề ả ẽ ệ i m. M t khi đường truy n r nh, random back of time s trì hoãn vi c truyền dữ liệu của trạm, hạn chế tối đa khả năng xảy ra xung đột giữa các trạm. 2.2.3.4. Tầng mạng. Dịch vụ mạng Tầng vật lý trong mô hình của giao thứ ự ề ủ c ZigBee được xây d ng trên n n c a t i u i ầng đ ề khiển dữ liệu, nhờ những đặc đ ểm của tầng MAC mà tầng vật lý có thể kéo dài việc đưa tin, có thể mở rộng được qui mô mạ ễ ộ ạ ể ng d dàng, m t m ng có th hoạt động cùng các mạng khác hoặc riêng biệ ầ ậ ả ậ ứ t. T ng v t lý ph i đảm nh n các ch c năng như là: Thiết lập một mạng mới. Tham gia làm thành viên của một m t ho ạ đ ng ang hoạ ặc là tách ra kh i m ỏ ạng khi đang là thành viên của một mạng nào đó. Cấu hình thiết bị mớ ư i nh hệ ố ầ ỉ th ng yêu c u, gán địa ch cho thiết bị mới tham gia vào mạng. Đồng bộ ế ị ạ hóa các thi t b trong m ng để có thể ề ị truy n tin mà không b tranh
Luận văn thạc sĩ khoa học 47 chấp, nó thực hiện đồng bộ hóa này bằng gói tin thông báo beacon. Bảo mật: gán các thông tin bảo mật vào gói tin và gửi xuống tầng dưới Định tuyế ể đ đ ố ể n, giúp gói tin có th đến được úng ích mong mu n. Có th nói rằng thuật toán của ZigBee là thuật toán định tuyến phân cấp sử dụ ả ng b ng định tuy i ến phân cấp tố ư ụ ừ ợ ợ u được áp d ng t ng trường h p thích h p Dịch vụ bả ậ o m t Khi khung tin tầng MAC cần được bảo mật, thì ZigBee sử dụ ị ụ ng d ch v bảo m t c ậ ủa tầng MAC để bả ệ ệ o v các khung l nh MAC, các thông tin báo hiệu beacon, và các khung tin xác nhận Ack. Đối với các bản tin chỉ phải chuyển qua một bước nh n, ảy đơ tức là truyề ự ế ừ ạ ạ ậ ủ n tr c ti p t nút m ng này đến nút m ng lân c n c a nó, thì ZigBee chỉ cầ ử n s dụ ả ng khung tin b o mật MAC để mã hóa bảo vệ thông tin. Nhưng đối với các bả ả n tin ph i chuyển gián tiếp qua nhiều nút mạng mới tới được đ ầ ả ờ ầ ạ ệ ả ích thì nó c n ph i nh vào t ng m ng để làm công vi c b o mậ ầ đ ề t này. T ng i u khiển dữ liệu MAC sử dụ ậ ẩ ấ ng thu t toán AES (chu n mã hóa cao c p). Nói chung thì tầng MAC là một quá trình mã hóa, nhưng công việc thiết lập các khóa key, chỉ ra mức độ bả ậ o m t, và đ ề i u khiển quá trình mã hóa thì lại thuộc về ầ các t ng trên. Khi tầng MAC phát hoặc nhận một khung tin nào đó được bảo mật, đầu tiên nó sẽ kiểm tra địa chỉ đích hoặc nguồn của khung tin đó, tìm ra khóa kết hợp với địa chỉ đích hoặc địa chỉ nguồn, sau đó sử dụng khóa này để xử lý khung tin theo qui trình bảo mật mà cái khóa đó qui định. Mỗi khóa key được kế ợ t h p với mộ ả t qui trình b o mật đơ đầ n lẻ Ở . u mỗ ủ ỉ i khung tin c a MAC luôn có 1 bit để ch rõ khung tin này có được bảo mật hay không. Khi phát một khung tin, mà khung tin này yêu cầu cần được b v ảo toàn nguyên ẹn. Khi đó phần đầu khung và phần tải trọng khung MAC sẽ tính toán cân nhắc để tạo ra mộ ẹ t trường mã hóa tin nguyên v n (MIC- Message Integrity) phù hợp, MIC gồ ả m kho ng 4, 8 hoặc 16 octets. MIC sẽ được gán thêm vào bên phải phần tải trọng của MAC. Khi khung tin phát đ đ i òi hỏi phải có độ tin cậy cao, thì biện pháp được sử dụng để mã hóa thông tin là số chuỗi và số khung sẽ được gán thêm vào bên trái
Luận văn thạc sĩ khoa học 48 phần tả ọ i tr ng khung tin MAC. Trong khi nhận gói tin, nếu phát hiện thấy MIC thì lập tức nó sẽ ể ki m tra xem khung tin nào bị mã hóa để giải mã. Cứ mỗ ộ i khi có m t bản tin gửi đi thì thiết bị phát sẽ tă ố ế ị ậ ẽ ng s đếm khung lên và thi t b nh n s theo dõi căn cứ vào số này. Nhờ vậ ế ư y n u nh có mộ ả ố đ ị t b n tin nào có s đếm khung tin ã b nhận dạng một l t b ần thì thiế ị nhận sẽ bậ ờ ỗ ả t c báo l i b o mậ ộ ủ ầ t. B mã hóa c a t ng MAC dựa trên ba trạng thái của hệ thống. - Để bả ẹ ử ụ ớ ộ o đảm tính nguyên v n: Mã hóa s d ng AES v i b đếm CTR - Để bả ậ ử ụ ớ o đảm tính tinh c y : Mã hóa s d ng AES v i chuỗ ố i kh i mã CBC-MAC - Để đảm bả ậ o tính tin c y cũng như ẹ nguyên v n củ ả a b n tin thì kế ợ ả t h p c hai trạng thái CTR và CBC-MAC trên thành trạng thái CCM. Tầng mạng cũng sử dụ ẩ ớ ầ đ ề ng chu n mã hóa AES. Tuy nhiên khác v i t ng i u khiển dữ liệu MAC, bộ mã hóa của tầng mạng làm việc dựa trên trạng thái CCM* c a h ủ ệ thống. Trạng thái này thực chất là sự cả ừ ủ ầ i biên t CCM c a t ng MAC, nó thêm vào chuẩn mã hóa này các chức năng là chỉ mã hóa tính tin cậy và chỉ mã hóa tính nguyên vẹn. Sử dụ ả ữ ệ ng CCM* giúp làm đơn gi n hóa quá trình mã hóa d li u của tầng mạng, các chuỗi mã hóa này có thể dùng lại khóa key của chuỗi mã hóa khác. Như ậ v y thì khóa key này không hoàn toàn còn là ranh giới của các chuỗi mã hóa nữa. Khi tầ ạ ng m ng phát hoặc nhận một gói tin được mã hóa theo qui ước bởi nhà cung cấp d ki ịch vụ ẽ , nó s ểm tra địa chỉ ngu n ho ồ ặc đích của khung tin để tìm ra khóa key liên quan tới địa chỉ đó, sau đó sẽ áp dụng bộ mã hóa này giải mã hoặc mã hóa cho khung tin. Tương tự như quá trình mã hóa tầng MAC, việ đ ề c i u khiển quá trình mã hóa này được thực hiện bởi các tầng cao hơn, các số đếm khung và MIC cũng được thêm vào để mã hóa khung tin. Định tuyến Trong ZigBee/ IEEE802.15.4 sử dụ ậ ọ ấ ng thu t toán ch n đường có phân c p nhờ xét các phương án tối ưu. Khởi đ ể i m của thuật toán định tuyến này chính là thuật toán miền công cộ đ ng ã được nghiên cứu rất kỹ có tên là AODV (Ad hoc On
Luận văn thạc sĩ khoa học 49 Demand Distance Vector) dùng cho những mạng có tính chất tự tổ ứ ch c và thuật toán hình cây của Motorola. AODV đơn thuần chỉ là thuật toán tìm đường theo yêu cầ ạ u trong m ng ad hoc (một mạng tự tổ ứ ể ể ư ữ ạ ế ch c). Có th hi u nh sau, nh ng nút trong m ng n u không nằm trong tuyến đường truyền tin thì không duy trì thông tin nào về tuyến đường truyề ũ ế ỳ ỹ n và c ng không tham gia vào quá trình định tuy n theo chu k . Nói k hơn nữa, một nút mạ ứ ă ự ng không có ch c n ng t định tuyế ư ữ ế n và l u tr tuy n đường tói một nút mạ ả ạ ng khác cho đến khi c hai nút m ng trên liên lạ ớ ừ c v i nhau, tr trường hợp những nút mạng cũ đề nghị dị ụ ư ộ ạ ể ế ữ ạ ch v nh là m t tr m chuy n ti p để gi liên l c giữa hai nút mạng khác. Mục đích đầu tiên của thuật toán là chỉ phát quảng bá các gói tin dò đường khi cần thiết hoặc khi có yêu cầu, việc làm này để phân biệt giữa việc quản lý liên lạc cục bộ vớ ệ ả ả ứ ạ ả i vi c b o qu n giao th c liên l c chung và để phát qu ng bá thông tin về sự ế ụ thay đổi trong liên k t c c bộ tớ ữ ậ ữ ầ i nh ng nút di động lân c n (là nh ng nút c n thông tin để cập nhật). Khi một nút nguồn cầ ế n để k t nố ớ ồ i t i nút khác, mà nút ngu n không chứa thông tin về thông tin tuyến đường tới nút đó, như vậ ộ y m t quá trình tìm đường được thiết lập. 2.2.3.4. Tầng ứng dụng. Lớp ứng dụng của ZigBee/IEEE802.15.4 tương ứng với các tầng phiên, trình diễn và ứng dụng trong mô hình OSI 7 tầng. Trong ZigBee/IEEE 802.15.4 thì chức năng của tầng Application Framework là: - Dò tìm ra xem có nút hoặ ế c thi t bị đ nào khác ang hoạt động trong vùng phủ sóng của thiết bị đ ạ ang ho t động hay không. - Duy trì kế ố t n i, chuyển tiếp thông tin giữa các nút mạng. Chức năng của tầng Application Profiles là: - Xác định vai trò của các thiết bị trong mạng. (thiết bị đ ề i u phối mạng, hay thiết bị ố đầu cu i, FFD hay RFD….)
Luận văn thạc sĩ khoa học 50 - Thiết lập hoặc trả lời yêu cầu kết nối. - Thành lậ ố ệ ữ p các m i quan h gi a các thiết bị ạ m ng. Chức năng của tầng Application là th c hi ự ện các chức nă ả ấ ng do nhà s n xu t qui định (giao diện…) để bổ sung thêm vào các chức năng do ZigBee qui định. 2.3. Hệ đ ề i u hành cho mạng cảm biến không dây. WSN có thể được dùng để giám sát, đ ề i u khiển môi trường vật lý trong điều ki n ện mà việc đ ề i u hành gặp khó khăn hay không khả thi. Với sự tích hợp cảm nhậ thông tin, tính toán và liên lạc không dây, những thiết bị này có thể cả ậ ệ m nh n hi n tượng vật lý, tiền xử lý thông tin và chia sẻ thông tin đã xử lý với các nút lân cận. Thông tin thường là dòng đơn hướng từ node cảm biến về trạm gốc. Tại một thời đ ể ộ ạ ỉ ệ i m, m t m ng WSN không ch là h cơ ở ữ ệ s d li u mà còn là một mạ ạ ế ề ng h n ch v tài nguyên với hầu hết các chức nă ạ ậ ng m ng, vì v y chúng thường được dùng để giám sát sự kiện và thu thập d ki ữ liệu. Do đó, môi trường là hướng sự ện và dữ liệu trung tâm. Mạng WSN là dạ ệ ng đặc bi t của hệ ố ạ ố ự ệ th ng m ng phân b tương t các h thống cơ sở dữ ệ ờ li u, th i gian thực hệ thố ự ứ ng nhúng. S khác nhau trong các ng dụng của mạng WSN về chức năng cảm biến, tần số vi xử lý, kích thước bộ nhớ và b i ăng thông thu phát. Mặc dù các nút cảm biến có nhiều đ ểm khác nhau nhưng về cấu trúc phần cứng thì cơ bả ố ả ế ử ề ẫ n là gi ng nhau: c m bi n + x lý + truy n d n + pin. Do đó, phần cứng của các cảm biến phải được sắp xế ệ ố ạ p sao cho h th ng ho t động chính xác và hiệu quả. Mỗi nút cảm biến cần một hệ đ ề i u hành (Operating System – OS) để có thể đ ề i u khiển phần cứng, cung cấp sự tương tác vớ ầ ề i các ph n m m và lấp đầy chỗ trống giữa ứng dụng và phần cứng. H i ệ đ ều hành truyền thống hoạt động giữa phần mềm ứng dụng và phần cứng thường được thiết kế cho trạ ệ ớ ớ m làm vi c và máy tính cá nhân v i lượng l n tài nguyên. Các hệ đ ề i u hành truyền thống gồm các chương trình quản lý tài nguyên, đ ề ể ế ị ạ ấ ự ầ ề ầ i u khi n các thi t b ngo i vi và cung c p s tác động ph n m m đến các ph n m i ềm ứng dụng. Các chức năng hệ đ ều hành truyền thống là quản lý việc xử lý, bộ
Luận văn thạc sĩ khoa học 51 nhớ, CPU, các file hệ thố ế ị ệ đ ề ư ng và các thi t b . H i u hành nh vậ ợ y không phù h p cho mạng WSN vì WSN có tài nguyên hạn chế và ứng dụng rộng, cấu hình đa dạng. WSN cần một dạng hệ đ ề i u hành mới, xem xét đến các đặc đ ể i m riêng của mạng. Có nhiều vấn đề để xem xét khi thiết kế hệ đ ề ạ ả ế i u hành cho m ng c m bi n không dây: - Hệ đ ề i u hành c n qu ầ ản lý và lên kế hoạch cho việc xử lý. - Vấn đề quản lý bộ nhớ. - Kiểu chế độ nhân (Kernel). - Giao tiếp chương trình ứng dụng (API). - Cập nhật mã và lập trình lại. - Node không có bộ lư ữ đ ệ đ ề ể u tr ngoài, do ó h i u hành cho WSN không th có file hệ thống H i ệ đ ều hành cho cảm biến cần cung cấp các chức năng sau: - Kích thước nén nhỏ vì nút cảm biến có dung lượng bộ ớ ỏ nh nh - Cung cấp theo thời gian thực vì có các ứ ụ ờ ự ng d ng th i gian th c - Kỹ thuật quản lý tài nguyên hiệu quả để phân thời gian cho vi xử lý và hạn chế bộ nhớ. - Phân phối mã tin cậy và hiệu qu ng th ả vì các chức nă ực thi bởi các nút cảm biến có thể phải thay đổi sau khi thiết lậ ệ ố p h th ng. - Quản lý công suất giúp kéo dài thời gian sống và cải thiện chất lượng hệ thống. - Cung cấp giao diện lập trình chung cho các phần mềm của cảm biến hay phần mềm ứng dụng. Đ ề i u này cho phép truy cập và đ ề i u khiển phần cứng trực tiếp để tố ư ự ệ ố i u th c thi h th ng.
Luận văn thạc sĩ khoa học 52 Tiny OS TinyOS là hệ đ ề i u hành sử dụng trong WSN do Trường đại học Berkeley nghiên cứu và phát triển. TinyOS sử ụ d ng cơ chế đ ậ ử ụ a truy c p S-MAC, s d ng ngôn ngữ nesC. Truyền thông trong mạng sử dụ ạ ề ề ặ ng TinyOS là d ng truy n nhi u ch ng (multihop). TinyOS có kích thước nhỏ, mã nguồn m ki ở, dùng mô hình hướng sự ện, với bộ lậ ị ả đ ề ể ử ề ụ p l ch đơn gi n cho phép vi i u khi n x lý nhi u tác v song song trong sự hạ ế n ch về ớ ử tài nguyên tính toán và không gian nh . TinyOS s dụ ộ ng b lậ ị p l ch thao tác kiể ế ố ề ẻ ữ ầ ứ ứ ụ u FIFO k t n i m m d o gi a ph n c ng và các ng d ng. TinyOS cung cấp giao diện mạng tiện dụng, dùng mô hình truyền thông Active Message (AM), phổ biến và hiệu quả trong tính toán song song hiệu năng cao. TinyOS do vậy, đã tạo ra khả năng giao tiếp mạnh cho các nút mạng trong WSN. Các thuận lợi khi sử ụ d ng Hệ đ ề i u hành TinyOS: - Hệ đ ề đ ỏ ữ ệ ỏ i u hành TinyOS òi h i ít mã, lượng d li u nh - Các sự kiện truyền một các nhanh chóng, tốc độ thực thi nhanh - Thiết kế dạng module hiệu quả - H i ệ đ ều hành TinyOS cho phép phần mềm ứng dụng truy cập trực tiếp khi được yêu cầu. Mate Mate được thiết kế ệ ộ ộ để làm vi c phía trên TinyOS. Mate là m t b dịch byte- code nhằm tạo cho Tiny OS có thể dùng được với những người lập trình không thạo và cho phép lập trình nhanh chóng và hiệu quả. Mate thực hiện giao thức định tuyến ad-hoc dạng beconless và có khả nă ứ ế ớ ng để cài đặt giao th c định tuy n m i. Mate được sử ụ ư d ng nh công cụ để quản lý và đ ề i u khiển mạng cảm biến. Magnet OS Magnet OS là hệ đ ề i u hành thích nghi phân bố được thiết kế đặc biệt cho ứng dụng bảo toàn nă ệ đ ề ũ ấ ỹ ậ ng lượng. Các h i u hành khác không c ng c p k thu t thích ứ ạ ộ ứ ự ệ ả ụ đ ủ ng m ng r ng, cách th c để xây d ng tài nguyên node hi u qu . M c ích c a
Luận văn thạc sĩ khoa học 53 Magnet OS mang là thích ứng với tài nguyên lớp dưới, hiệ ả u qu bả ả ă o qu n n ng lượng, cung cấp khả năng mở rộng cho các mạng lớn Mantis Mantis là hệ đ ề i u hành nhúng đa luồng với phần cứng single-board cho phép thiết lập các ứng dụng nhanh chóng và dễ dàng, đem lại thuận lợi cho người lập trình. MANTIS dùng cấ đ ồ ớ ổ đ ể u trúc a lu ng phân l p c i n và ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn. Ngoài ra còn có các hệ i đ ều hành khác cho WSN như OSPM, EYES OS, SenOS, ....
Luận văn thạc sĩ khoa học 54 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG TRONG CÁC NGÂN HÀNG DỰA TRÊN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 3.1. Giới thiệu về ệ h thống xếp hàng tự động. Hệ thống xếp hàng tự động hay còn gọi là hệ ố ế ự ệ th ng rút phi u t động, h thống này rất thích hợp cho các phòng bán vé, dịch vụ công cộng, nhà ga, sân bay, bến xe, trường học, bệnh viện, ngân hàng. Những lợi ích mà hệ thống xếp hàng tự động mang lại: Đối với khách hàng: Khách hàng sẽ thuận lợi hơn nhiều trong việc giao dịch. Khách hàng chỉ cần đế đồ n máy chọ ị ọ ạ ị ầ n giao d ch để ch n lo i giao d ch mình c n ng thờ ấ ố i l y s phiế ứ u th tự là có thể an tâm vào khu vực chờ hay làm các công việc riêng khác và đợ đế i n phiên mình được phục vụ. Ngoài ra, trên vé thứ tự ể ờ có th cài đặt in th i gian đợi trung bình, giúp khách hàng định lượng được thời gian và công việc… Khi đến lượt, hệ thống sẽ gọ ằ ế ệ ế ả i b ng loa (ti ng Vi t, ti ng Anh, hay c hai) và thông báo trên các bả đ ệ ử ờ đ ầ ầ ế ng i n t để m i đến úng qu y c n thi t. Khách hàng không còn phải đứng xếp hàng, chen lấ ụ n để được ph c vụ. Quá trình giao dịch sẽ văn minh lịch sự tạ ả ả ả o c m giác tho i mái cho c khách hàng và nhân viên ngân hàng. Đối với những khách hàng quen thuộc hoặc khách VIP, họ sẽ cảm thấy thoải mái hơn khi được ưu tiên phục vụ khi đến giao dịch Quá trình phục vụ sẽ ơ ắ ầ nhanh h n do nhân viên ngân hàng n m được yêu c u của khách hàng trước khi giao tiếp, không phải trả lời các thắc mắ ơ ả c c b n. Đối vớ ụ ụ i nhân viên ph c v : Nhân viên sẽ có được môi trường làm việ ố ơ ộ ỉ ả c t t h n, trong m t lúc ch ph i phục vụ mộ ề ũ ư ả t khách hàng, không có nhi u người vây quanh c ng nh không ph i giải quyế ệ t vi c chen lấn của khách hàng. Nhân viên sẽ làm việc nhanh hơn, hiệu quả hơ đ n do ã nắm trước được các yêu cầu của khách hàng, không phải tốn thời gian và công sức mời khách hàng đến giao dịch.
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf
Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf

Recommended

Tài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệp
Tài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệpTài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệp
Tài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệpTÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Giáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdf
Giáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdfGiáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdf
Giáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdfMan_Ebook
 
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOT
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOTĐề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOT
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOTDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDC
Đề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDCĐề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDC
Đề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDCDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Cong nghe vi mach dien tu
Cong nghe vi mach dien tuCong nghe vi mach dien tu
Cong nghe vi mach dien tutiểu minh
 
Kỹ thuật bình trang điện tử.pdf
Kỹ thuật bình trang điện tử.pdfKỹ thuật bình trang điện tử.pdf
Kỹ thuật bình trang điện tử.pdfMan_Ebook
 
Kỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdf
Kỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdfKỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdf
Kỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdfMan_Ebook
 
Đề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAYĐề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAYViết thuê trọn gói ZALO 0934573149
 

Recommended

Tài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệp
Tài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệpTài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệp
Tài liệu hướng dẫn trình bày đồ án tốt nghiệpTÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Giáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdf
Giáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdfGiáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdf
Giáo trình Đo lường điện, điện tử - NXB Xây dựng.pdfMan_Ebook
 
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOT
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOTĐề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOT
Đề tài: Nghiên cứu công nghệ FPGA và phát triển ứng dụng, HOTDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDC
Đề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDCĐề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDC
Đề tài: Thiết kế máy tự động quấn dây cho stator động cơ BLDCDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Cong nghe vi mach dien tu
Cong nghe vi mach dien tuCong nghe vi mach dien tu
Cong nghe vi mach dien tutiểu minh
 
Kỹ thuật bình trang điện tử.pdf
Kỹ thuật bình trang điện tử.pdfKỹ thuật bình trang điện tử.pdf
Kỹ thuật bình trang điện tử.pdfMan_Ebook
 
Kỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdf
Kỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdfKỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdf
Kỹ thuật điện cao áp quá điện áp và bảo vệ chống quá điện áp.pdfMan_Ebook
 
Đề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAYĐề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại, HAYViết thuê trọn gói ZALO 0934573149
 
KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...
KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...
KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0936 885 877
 
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!Dịch Vụ Viết Luận Văn Thuê ZALO/TELEGRAM 0934573149
 
Luận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAY
Luận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAYLuận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAY
Luận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAYDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
He thong chong trom
He thong chong tromHe thong chong trom
He thong chong tromKim Kim
 
Đề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAY
Đề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAYĐề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAY
Đề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAYDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAYĐề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAYDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620
 
Mang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapMang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapvanliemtb
 
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdfỨng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdfMan_Ebook
 
Đề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAY
Đề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAYĐề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAY
Đề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAYDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Đề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gas
Đề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gasĐề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gas
Đề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gasDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdfThiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdfMan_Ebook
 
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤPBài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤPMasterCode.vn
 
Luận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAY
Luận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAYLuận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAY
Luận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAYDịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864
 
Dien tu cong suat nguyen binh
Dien tu cong suat nguyen binhDien tu cong suat nguyen binh
Dien tu cong suat nguyen binhPS Barcelona
 
Đề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAY
Đề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAYĐề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAY
Đề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAYDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độĐồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độLê Công
 
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ... Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...hieu anh
 
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921Pham Hoang
 
Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAY
Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAYLuận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAY
Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAYDịch vụ viết bài trọn gói ZALO 0917193864
 
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdfNghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdfMan_Ebook
 
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...Man_Ebook
 

More Related Content

What's hot

He thong chong trom
He thong chong tromHe thong chong trom
He thong chong tromKim Kim
 
Mang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapMang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapvanliemtb
 
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdfỨng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdfMan_Ebook
 
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdfThiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdfMan_Ebook
 
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤPBài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤPMasterCode.vn
 
Dien tu cong suat nguyen binh
Dien tu cong suat nguyen binhDien tu cong suat nguyen binh
Dien tu cong suat nguyen binhPS Barcelona
 
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độĐồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độLê Công
 
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ... Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...hieu anh
 
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921Pham Hoang
 

What's hot (20)

KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...
KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...
KỸ NĂNG XỬ LÝ ĐỀ TÀI PHÁP LUẬT TRÊN BÁO IN HIỆN NAY - TẢI FREE ZALO: 093 457...
 
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
ĐỒ ÁN: Thiết kế mạch đếm sản phẩm dùng cảm biến hồng ngoại!
 
Luận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAY
Luận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAYLuận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAY
Luận văn: Ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, HAY
 
He thong chong trom
He thong chong tromHe thong chong trom
He thong chong trom
 
Đề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAY
Đề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAYĐề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAY
Đề tài: Công nghệ IPTV và khả năng phát triển ở Việt nam, HAY
 
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAYĐề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
Đề tài: Thiết kế mạch điều khiển máy bơm nước tự động, HAY
 
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
Đề tài: Mô phỏng kênh truyền vô tuyến số bằng matlab, 9đ
 
Mang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhapMang va cac cong nghe truy nhap
Mang va cac cong nghe truy nhap
 
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdfỨng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
Ứng dụng phần mềm ETAP trong công nghệ lưới điện thông minh.pdf
 
Đề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAY
Đề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAYĐề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAY
Đề tài: Thiết kế hộp thuốc thông minh cho người bệnh, HAY
 
Đề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gas
Đề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gasĐề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gas
Đề tài: Hệ thống cảnh báo, phòng chống hỏa hoạn và rò rỉ khí gas
 
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdfThiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
Thiết kế và thi công thiết bị đo nhiệt độ, nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.pdf
 
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤPBài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
Bài 8 BỘ NHỚ THỨ CẤP
 
Luận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAY
Luận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAYLuận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAY
Luận văn: Một số mô hình học máy trong phân loại câu hỏi, HAY
 
Dien tu cong suat nguyen binh
Dien tu cong suat nguyen binhDien tu cong suat nguyen binh
Dien tu cong suat nguyen binh
 
Đề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAY
Đề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAYĐề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAY
Đề tài: Chế tạo mô hình nhà thông minh sử dụng Arduino, HAY
 
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độĐồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
Đồ án 1_Thiết kế mạch đo nhiệt độ
 
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ... Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
Phân tích tình hình tiêu thụ bia của Công ty Cổ phần Thương mại Bia Sài Gòn ...
 
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
Điều khiển động cơ sử dụng IC MCP4921
 
Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAY
Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAYLuận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAY
Luận văn: Thiết kế hệ thống điều khiển cửa tự động, HAY
 

Similar to Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf

Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdfNghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdfMan_Ebook
 
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...Man_Ebook
 
Phan tich-thiet-ke-he-thong-tin
Phan tich-thiet-ke-he-thong-tinPhan tich-thiet-ke-he-thong-tin
Phan tich-thiet-ke-he-thong-tinxxxabcyyy
 
2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin
2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin
2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tinTruong Tuyen
 
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdf
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdfNghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdf
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdfMan_Ebook
 
Bai giang he thong nhung 2010
Bai giang he thong nhung 2010Bai giang he thong nhung 2010
Bai giang he thong nhung 2010Cao Toa
 
Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...
Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...
Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...Viết Thuê Luận Văn Luanvanpanda.com
 
Nghiên cứu và xây dựng workflow system.pdf
Nghiên cứu và xây dựng workflow system.pdfNghiên cứu và xây dựng workflow system.pdf
Nghiên cứu và xây dựng workflow system.pdfHanaTiti
 
Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!
Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!
Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!Viết thuê trọn gói ZALO 0934573149
 
Giao trinh thdc
Giao trinh thdcGiao trinh thdc
Giao trinh thdcPhi Phi
 

Similar to Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf (20)

Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdfNghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
Nghiên cứu mạng nơ ron nhân tạo và ứng dụng vào dự báo lạm phát.pdf
 
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
Nghiên cứu và xây dựng bộ bù áp nhanh cho lưới điện trung áp sử dụng nghịch l...
 
Luận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm Phước Tích
Luận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm Phước TíchLuận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm Phước Tích
Luận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm Phước Tích
 
Luận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm
Luận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốmLuận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm
Luận văn: Nghiên cứu một số bài men cho xương gốm của làng gốm
 
Phan tich-thiet-ke-he-thong-tin
Phan tich-thiet-ke-he-thong-tinPhan tich-thiet-ke-he-thong-tin
Phan tich-thiet-ke-he-thong-tin
 
2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin
2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin
2516102 phan-tich-thiet-ke-he-thong-thong-tin
 
Pttkhttt
PttkhtttPttkhttt
Pttkhttt
 
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdf
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdfNghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdf
Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn phân tán tới hệ thống bảo vệ rơ le.pdf
 
Luận án: Xây dựng phương pháp điều hệ Euler Lagrange, HAY
Luận án: Xây dựng phương pháp điều hệ Euler Lagrange, HAYLuận án: Xây dựng phương pháp điều hệ Euler Lagrange, HAY
Luận án: Xây dựng phương pháp điều hệ Euler Lagrange, HAY
 
Bai giang he thong nhung 2010
Bai giang he thong nhung 2010Bai giang he thong nhung 2010
Bai giang he thong nhung 2010
 
Luận văn: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mobile robot tự hành tích hợp
Luận văn: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mobile robot tự hành tích hợpLuận văn: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mobile robot tự hành tích hợp
Luận văn: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mobile robot tự hành tích hợp
 
Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...
Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...
Tác Động Của Các Thành Phần Quản Trị Nguồn Nhân Lực Đến Hiệu Quả Làm Việc Của...
 
Luận án: Nghiên cứu phân bố khí ozone trong khí quyển tầng thấp
Luận án: Nghiên cứu phân bố khí ozone trong khí quyển tầng thấpLuận án: Nghiên cứu phân bố khí ozone trong khí quyển tầng thấp
Luận án: Nghiên cứu phân bố khí ozone trong khí quyển tầng thấp
 
Điều khiển chuyển động của robot song song Delta không gian, HAY
Điều khiển chuyển động của robot song song Delta không gian, HAYĐiều khiển chuyển động của robot song song Delta không gian, HAY
Điều khiển chuyển động của robot song song Delta không gian, HAY
 
Đề tài: Tìm hiểu thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách
Đề tài: Tìm hiểu thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cáchĐề tài: Tìm hiểu thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách
Đề tài: Tìm hiểu thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách
 
Đề tài: Thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách, HOT
Đề tài: Thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách, HOTĐề tài: Thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách, HOT
Đề tài: Thuật toán quy hoạch động cho tính khoảng cách, HOT
 
Nghiên cứu và xây dựng workflow system.pdf
Nghiên cứu và xây dựng workflow system.pdfNghiên cứu và xây dựng workflow system.pdf
Nghiên cứu và xây dựng workflow system.pdf
 
Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!
Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!
Đề tài: Ảnh hưởng của đào tạo đến động lực làm việc của nhân viên, 9 ĐIỂM!
 
Plc omron
Plc omronPlc omron
Plc omron
 
Giao trinh thdc
Giao trinh thdcGiao trinh thdc
Giao trinh thdc
 

More from Man_Ebook

BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdfBÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdfMan_Ebook
 
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.docTL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.docMan_Ebook
 
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdfGiáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdfGiáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdfGiáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdfGiáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdfGiáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdfGiáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdfMan_Ebook
 
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdfMan_Ebook
 

More from Man_Ebook (20)

BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdfBÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ SỞ NGÔN NGỮ, Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp.pdf
 
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.docTL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
TL Báo cáo Thực tập tại Nissan Đà Nẵng.doc
 
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình thực vật học 2 - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô động vật - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ hệ thống A - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình ngôn ngữ mô hình hóa UML - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình nguyên lý máy học - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mô hình hóa quyết định - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdfGiáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
Giáo trình Linux và phần mềm nguồn mở.pdf
 
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình logic học đại cương - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdfGiáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
Giáo trình lý thuyết điều khiển tự động.pdf
 
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình mạng máy tính - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdfGiáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
Giáo trình lý thuyết xếp hàng và ứng dụng đánh giá hệ thống.pdf
 
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdfGiáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
Giáo trình lập trình cho thiết bị di động.pdf
 
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình web - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình .Net - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình lập trình song song - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdfGiáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng.pdf
 
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdfGiáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
Giáo trình lập trình hướng đối tượng Java.pdf
 
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdfGiáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
Giáo trình kỹ thuật phản ứng - Trường ĐH Cần Thơ.pdf
 

Recently uploaded

BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Sơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdf
Sơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdfSơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdf
Sơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdftohoanggiabao81
 
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...ThunTrn734461
 
Chàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptx
Chàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptxChàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptx
Chàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptxendkay31
 
Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...
Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...
Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Trích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docx
Trích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docxTrích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docx
Trích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docxnhungdt08102004
 
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
ôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
ôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
ôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhvanhathvc
 
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfChuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfhoangtuansinh1
 
bài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoa
bài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoabài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoa
bài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoa2353020138
 
10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...
10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...
10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...Nguyen Thanh Tu Collection
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...
Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...
Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...hoangtuansinh1
 
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh líKiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh líDr K-OGN
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...Nguyen Thanh Tu Collection
 
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...Nguyen Thanh Tu Collection
 
SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...
SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...
SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...Nguyen Thanh Tu Collection
 
NQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdf
NQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdfNQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdf
NQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdfNguyễn Đăng Quang
 
BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...
BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...
BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...Nguyen Thanh Tu Collection
 

Recently uploaded (19)

BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
BỘ ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Sơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdf
Sơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdfSơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdf
Sơ đồ tư duy môn sinh học bậc THPT.pdf
 
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
QUẢN LÝ HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC KỸ NĂNG SỐNG CHO HỌC SINH CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ ...
 
Chàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptx
Chàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptxChàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptx
Chàm - Bệnh án (da liễu - bvdlct ctump) .pptx
 
Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...
Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...
Sáng kiến “Sử dụng ứng dụng Quizizz nhằm nâng cao chất lượng ôn thi tốt nghiệ...
 
Trích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docx
Trích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docxTrích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docx
Trích dẫn trắc nghiệm tư tưởng HCM5.docx
 
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
TỔNG HỢP ĐỀ THI CHÍNH THỨC KỲ THI TUYỂN SINH VÀO LỚP 10 THPT MÔN NGỮ VĂN NĂM ...
 
ôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
ôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
ôn tập lịch sử hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
 
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdfChuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
Chuong trinh dao tao Su pham Khoa hoc tu nhien, ma nganh - 7140247.pdf
 
bài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoa
bài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoabài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoa
bài 5.1.docx Sinh học di truyền đại cương năm nhất của học sinh y đa khoa
 
10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...
10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...
10 ĐỀ KIỂM TRA + 6 ĐỀ ÔN TẬP CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO C...
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...
Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...
Thong bao 337-DHPY (24.4.2024) thi sat hach Ngoai ngu dap ung Chuan dau ra do...
 
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh líKiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
Kiểm tra chạy trạm lí thuyết giữa kì giải phẫu sinh lí
 
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
30 ĐỀ PHÁT TRIỂN THEO CẤU TRÚC ĐỀ MINH HỌA BGD NGÀY 22-3-2024 KỲ THI TỐT NGHI...
 
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
Sáng kiến Dạy học theo định hướng STEM một số chủ đề phần “vật sống”, Khoa họ...
 
SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...
SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...
SÁNG KIẾN “THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG INFOGRAPHIC TRONG DẠY HỌC ĐỊA LÍ 11 (BỘ SÁCH K...
 
NQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdf
NQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdfNQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdf
NQA Lợi ích Từ ISO và ESG Tăng Trưởng và Bền Vững ver01.pdf
 
BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...
BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...
BỘ ĐỀ KIỂM TRA CUỐI KÌ 2 VẬT LÝ 11 - KẾT NỐI TRI THỨC - THEO CẤU TRÚC ĐỀ MIN...
 

Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh.pdf

  • 1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Trần Doãn Tuấn TRẦN DOÃN TUẤN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG 2009 HÀ NỘI – 2011
  • 2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -------------------------------------------------- Trần Doãn Tuấn MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính và truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Nguyễn Kim Khánh HÀ NỘI – 2011
  • 3. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thµy c« ViÖn C«ng nghÖ th«ng tin vµ truyÒn th Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi ® truyÒn thô kiÕn thøc vµ gióp ®ì em t qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu t¹i tr−ên Em xin bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµn TS. NguyÔn Kim Kh¸nh ®· ®Þnh h−ín tËn t©m h−íng dÉn em trong qu¸ tr×nh hiÖn luËn v¨n cao häc nµy. Hµ Néi th¸ng 9 -2011 Häc viªn: TrÇn Do·n TuÊn Lêi c¶m ¬ n
  • 4. Luận văn thạc sĩ khoa học 5 LỜI CAM ĐOAN Tôi – Trần Doãn Tuấn – cam k c này là công trình ết luận văn thạc sĩ khoa họ nghiên cứu của bản thân tôi dưới sự ẫ ủ ễ hướng d n c a TS. Nguy n Kim Khánh. Nhữ đ ề ng i u trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và không phải là sao chép toàn văn của bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 26 tháng 9 năm 2011 Trần Doãn Tuấn
  • 5. Luận văn thạc sĩ khoa học 3 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa .............................................................................................................1 Lời cam đoan ..............................................................................................................5 Danh mục các chữ viết tắt ..........................................................................................6 Danh mục các bảng ....................................................................................................7 Danh mục hình vẽ ......................................................................................................8 MỞ ĐẦU ..................................................................................................................10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN.............................................12 1.1. Giới thiệu............................................................................................................12 1.2. Đặc trưng và cấu hình mạng cảm biến...............................................................13 1.2.1. Các yếu t n c ố ảnh hưởng đế ấu trúc mạng cảm biến ..............................17 1.2.2. Cấu trúc của mạ ả ế ng c m bi n...................................................................21 1.3. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây..........................................................22 1.3.1. Ứ ụ ự ố ng d ng trong quân s và an ninh qu c gia ........................................25 1.3.2. Ứ ụ ng d ng trong môi trường....................................................................27 1.3.3. Ứ ụ ạ ng d ng trong thương m i ..................................................................29 1.3.4. Ứ ụ ă ứ ỏ ng d ng trong ch m sóc s c kh e .......................................................30 1.3.5. Ứ ụ đ ng d ng trong gia ình ........................................................................30 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT CƠ Ả B N MẠNG CẢM BIẾN .....................................32 2.1. Node ..................................................................................................................32 2.2. Các kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến và các tiêu chuẩn áp dụng............................34 2.2.1. Chuẩn Bluetooth ....................................................................................36 2.2.2. Chuẩn WLAN ........................................................................................37 2.2.3. Chuẩn Zigbee .........................................................................................39 2.2.3.1. Topology ....................................................................................40 2.2.3.2. Tầng vật lý ..................................................................................41 2.2.3.2. Tầng MAC .................................................................................44 2.2.3.3. Tầng mạng ..................................................................................46 2.2.3.4. Tầ ứ ng ng dụng ...........................................................................49
  • 6. Luận văn thạc sĩ khoa học 4 2.3. Hệ đ ề i u hành cho mạng cảm biến không dây ....................................................50 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG TRONG CÁC NGÂN HÀNG DỰA TRÊN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY ........................................................................54 3.1. Giới thiệu về ệ h thống x p hàng t ế ự động ..........................................................54 3.2. Hoạt động của hệ thống xế ự p hàng t động ........................................................57 3.2.1. Quy trình của khách hàng ......................................................................57 3.2.2. Chức năng hệ thống xếp hàng tự động ..................................................57 3.3. Phân tích, thiết kế ệ h thống................................................................................59 3.3.1. Mô hình tổng quan hệ thống ..................................................................59 3.3.2. Thiết kế ơ ở ữ c s d liệu ............................................................................60 3.4. Thử nghiệm ........................................................................................................62 3.4.1. Cài đặt phầ ề n m m, môi trường phát triển ..............................................62 3.4.2. Kết quả thử nghiệm ................................................................................63 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU .......................................69 4.1. Kết quả đạt được ...............................................................................................69 4.2. Khó khăn và hạ ế n ch .........................................................................................69 4.3. Hướng phát triển ...............................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................71
  • 7. Luận văn thạc sĩ khoa học 6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADC Analog to Digital Converter AODV Ad hoc On Demand Distance Vector AP Access Point CCA Clear Channel Assessment CSDL Cơ ở ữ s d liệu CSMA-CA Carrier Sence Multiple Access – Collision Avoidance ED Energy Detection FFD Full-Function Device FIFO First In First Out ID Identification ISM Industrial, Scientific and Medical LQI Link Quanlity Indication LW-WPAN Low-rate Wireless Personal Area Network MAC Media Access Control OS Operating System PAN Personal Area Network PPDU Physical Protocol Data Unit QMS Queue Managerment System RF Radio Frequency RFD Reduced-Function Device SHR Synchronization Header WSN Wireless Sensor Network
  • 8. Luận văn thạc sĩ khoa học 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: So sánh một số chuẩ ề ẫ ế n truy n d n vô tuy n .............................................36 Bảng 2.2: Dải tần số vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.15.4........................................42 Bảng 2.3: Các kênh truyền dẫn vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.15.4.......................43 Bảng 3.1: Bàn phục vụ .............................................................................................61 Bảng 3.2: Khách hàng ..............................................................................................62 Bảng 3.3: Các dịch vụ ..............................................................................................62 Bảng 3.4: Quan hệ dịch vụ - bàn ..............................................................................62
  • 9. Luận văn thạc sĩ khoa học 8 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc chung của mạng cảm biến .........................................................13 Hình 1.2: Ví dụ ề v nút cảm biến ..............................................................................15 Hình 1.3: Cấu tạo nút cảm biến ................................................................................15 Hình 1.4: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến .........................................................16 Hình 1.5: Cấu trúc mạng cảm biến ...........................................................................18 Hình 1.6: Cấu trúc mạng cảm biến loại 1 .................................................................21 Hình 1.7 : Cấu trúc mạng cảm biến loại 2 ...............................................................22 Hình 1.8: Phát hiện và theo dõi mục tiêu .................................................................26 Hình 1.9: Theo dõi các đ ề i u kiện môi trường ...........................................................28 Hình 1.10: Theo dõi và cảnh báo cháy rừng ............................................................29 Hình 1.11: Ứng dụng mạng cảm biến trong y tế.......................................................30 Hình 1.12: Ứng dụng mạng cảm biến - nhà thông minh .........................................31 Hình 2.1: Cấu t o c ạ ơ ả b n c n c ủa một nút cảm biến - phầ ứng ..................................33 Hình 2.2: Cấu t o c n – ph ạ ơ ả b n của một nút cảm biế ần mềm .................................34 Hình 2.3: Một số chuẩn truyền dẫn vô tuyến ...........................................................35 Hình 2.4: Cấu trúc phân lớp giao thức IEEE 802.15.4/Zigbee ................................40 Hình 2.5: Topology mạng Zigbee ............................................................................41 Hình 2.6: Dải tần số theo IEEE 802.15.4..................................................................42 Hình 2.7: Khung tin PPDU .......................................................................................44 Hình 3.1. Sơ ệ đồ h thống xế ự p hàng t động .............................................................56 Hình 3.2: Luồng xử lý của hệ thống: khách hàng lấy số ..........................................58 Hình 3.3: Luồng xử lý của h c v ệ thống: nhân viên gọi số phụ ụ...............................58 Hình 3.4: Chức năng xử lý t i trung tâm ..... ạ .............................................................59 Hình 3.5: Kiến trúc hệ ố th ng.....................................................................................59 Hình 3.6: Mô hình thực thể/liên kết .........................................................................61 Hình 3.7: Màn hình hiển thị trung tâm......................................................................63 Hình 3.8: Màn hình lấy số phục vụ ..........................................................................64 Hình 3.9: Chức năng lấy số ......................................................................................65
  • 10. Luận văn thạc sĩ khoa học 9 Hình 3.10: Màn hình bàn phục vụ ............................................................................65 Hình 3.11: Chức năng gọi số ụ ụ ph c v ......................................................................66 Hình 3.12: Màn hình quản trị bàn ............................................................................67 Hình 3.13: Màn hình quản trị ị d ch vụ ......................................................................67 Hình 3.14: Màn hình chức năng báo cáo .................................................................68
  • 11. Luận văn thạc sĩ khoa học 10 MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay, ngành Công nghệ thông tin và truyền thông ngày càng phát triển, tiếp tục khẳng định được vai trò quan trọng c ng d ủa mình trong đời sống kinh tế xã hội. Nhiề ứ u ụng có hàm lượng khoa học và tính ứng dụng cao đã được đưa vào thự ễ ả ế c ti n, giúp c i ti n các quy trình sản xuất, nâng cao năng suất, giả ứ ủ i phóng s c lao động c a con người. Nhu cầu về các hệ thống thu thập số liệ đ ề ể ứ ụ ả u và i u khi n ng d ng trong s n xuất cũng như trong cuộc sống là rấ ớ ộ ữ ấ t l n. Tuy nhiên, m t trong nh ng v n đề đặt ra là khó khăn khi triển khai các hệ thố ữ ứ ạ ặ ng này trên nh ng địa hình ph c t p ho c trên hạ tầ ư ệ ệ ọ đ ự ừ ng các nhà máy, khu dân c , b nh vi n, trường h c… ã được xây d ng t trước nếu sử dụng các công nghệ ạ m ng dây như Ethernet, RS485, CAN … Vớ ự ể ủ ọ ỹ ậ i s phát tri n c a khoa h c k thu t, sự ra đời của công nghệ mạng không dây đã giải quyế ấ ạ ả ế ử t được v n đề này. M ng c m bi n không dây (WSN) s dụng các thiết bị nhúng nhỏ, giá thành thấp cho các ứng dụng đa dạng và không dựa trên bất kỳ cơ ở ạ ầ đ ừ ố ữ ệ ố ề s h t ng ã có t trước. Không gi ng nh ng h th ng có dây truy n thống, chi phí triển khai cho WSN được giảm thiểu. Thay vì hàng ngàn mét dây dẫn thông qua các ống dẫn b o v ả ệ, việc triển khai mạng đơn giản là đặt thiết bị nhỏ ọ g n vào nơi cần thiết. M ng ch ạng có thể được mở rộ ỉ ằ b ng cách thêm các thiết bị, không cần các thao tác phức tạp. Hệ thống cũng có khả nă ạ ng ho t động trong vài năm chỉ với một nguồn pin duy nhất. WSN ngày càng phát triển không ngừng và được ứng dụng rất nhiều vào cuộc sống. Các ứ ụ ủ ạ ả ậ ể ấ ng d ng c a m ng c m nh n không dây mà chúng ta có th th y rõ nhất như là: đ ề i u khiển và giám sát công nghiệp, nhà đ ề i u khiển tự động và đ ề i u khiển đ ệ i n tiêu dùng tự động, thu thập thông tin trong an ninh và quân đội, theo dõi sức khỏe trong y tế... Bản luận văn “Mạng cảm biến không dây và mô hình không gian thông minh” tập trung nghiên cứ ộ ổ ề ứ ụ ủ u m t cách t ng quát v WSN và ng d ng c a nó vào
  • 12. Luận văn thạc sĩ khoa học 11 các mô hình không gian thông minh. Toàn bộ ộ n i dung luậ ă n v n được trình bày qua 4 chương: Chương 1: Tổng quan về mạ ả ế ữ ệ ng c m bi n: Trình bày nh ng khái ni m chung nhất về WSN và cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến. Đồng thời cũng nêu ra các ứng dụng cụ thể trong nhiều lĩnh vực như: quân sự và an ninh quốc gia, môi trường, thương mại, chăm sóc sức khỏe, gia đình … Chương 2: Kỹ thuật cơ bản mạng cảm biến không dây: Chương này trình bày các vấn đề kỹ thuậ ơ t c bả ủ ạ ả ế ạ ả ế n c a m ng c m bi n không dây: nút m ng c m bi n, các chuẩn truyền dẫn không dây và hệ đ ề i u hành cho mạng cảm biến. Ở đây tập trung trình bày sâu về giao thức IEEE 802.15.4/Zigbee vì đặc đ ể i m của công nghệ này là tiêu hao ít năng lượng, chi phí triển khai thấp, tuy tốc độ truyền tin không cao nh ng ư đây là giao thức mạ ớ ứ ụ đ ề ể ừ ng không dây hướng t i các ng d ng i u khi n t xa và tự động hoá nên được áp dụng có hiệu quả trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Chương 3: Trình bày một trong những ứng dụng thực tiễn của mạ ả ng c m biến không dây đó là phát triển hệ thống xếp hàng tự động trong các ngân hàng dựa trên công nghệ mạ ả ế ng c m bi n không dây. Trong chương này tác giả ớ gi i thiệ ề u v h i ệ thống xếp hàng tự động, những ưu đ ểm khi phát triển hệ thống dựa trên công nghệ của mạ ả ế ờ ả ậ ng c m bi n không dây. Đồng th i, tác gi lu n vă ũ đ n c ng ã phân tích về cấ ủ ạ ế ế u trúc c a m ng và thi t k cơ sở dữ ệ ũ ư ế ộ ầ ề li u c ng nh vi t m t ph n m m mô phỏng hoạt động của hệ thống. Chương 4: Kết quả đạt được và hướng phát triển.
  • 13. Luận văn thạc sĩ khoa học 12 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN 1.1. Giới thiệu. Trong nh ng c ững n u m ăm gần đây, rất nhiề ạ ảm biến không dây đã và đang được phát triể ể ề ứ ụ ư n và tri n khai cho nhi u các ng d ng khác nhau nh : theo dõi sự thay đổi của môi trường, khí hậu, giám sát các mặt trậ ự ệ n quân s , phát hi n và do thám việc tấn công bằng hạt nhân, sinh học và hoá học, chuẩ đ n oán sự ỏ h ng hóc của máy móc, thiết bị, theo dấu và giám sát các bác sỹ, bệnh nhân cũng như quản lý thuốc trong các bệnh viên, theo dõi và đ ề i u khiển giao thông, các phương tiện xe cộ… Hơn nữa, cùng với sự tiến bộ công nghệ trong các lĩnh vực kỹ thuậ đ t vi iện tử, công nghệ nano, giao tiếp không dây, công nghệ mạch tích hợ ạ p, vi m ch phần cảm biến, xử lý và tính toán tín hiệ đ u… ã tạo ra những con cảm biến có kích thước nhỏ, đa chức năng, giá thành và công suất tiêu thụ thấ ă ả p, làm t ng kh nă ứ ng ng dụng rộng rãi của mạ ả ế ng c m bi n không dây. Một mạng cảm biến không dây là một mạng bao gồm nhiều nút cảm biến nhỏ có giá thành thấp, tiêu thụ ă n ng lượng ít, giao tiếp thông qua các kết nối không dây, có nhiệm vụ ả c m nhậ đ n, o đạc, tính toán nhằm mụ đ c ích thu thập, tập trung dữ liệu để đị đưa ra các quyết nh toàn cụ ề ả ậ c v môi trường mà nó c m nh n. Những nút cảm biến nhỏ bé này bao gồm: Các bộ vi xử lý rất nhỏ, bộ nhớ giới hạn, bộ phận cảm biến, bộ thu phát không dây, nguồn nuôi. Kích thước của các nút cảm biến này thay đổi tùy thuộc vào từ ứ ng ng dụng, có thể ừ t nano (1 – 100nm) đến macro (vài mm – m) Khi nghiên cứu về mạ ả ế ộ ữ đ ể ng c m bi n không dây, m t trong nh ng đặc i m quan trọng và then chốt đó là thời gian tồn tại của các nút cả ế ự m bi n hay chính là s giới hạn về nă ủ ả ế ầ ụ ấ ng lượng c a chúng. Các nút c m bi n này yêu c u tiêu th công su t thấp, hoạt động có giới hạn và nói chung là không thể thay thế được nguồn cung cấp. Do đó, trong khi mạng truyền thông tập trung vào đạt được các dịch vụ chất lượng cao, thì các giao thứ ạ ả ế ả ậ ả c m ng c m bi n ph i t p trung đầu tiên vào b o toàn công suất. Mạng cảm biến có một số i đặc đ ểm sau:
  • 14. Luận văn thạc sĩ khoa học 13 • Có khả nă ự ng t tổ ứ ầ ch c, yêu c u ít hoặ ự ệ ủ c không có s can thi p c a con người • Truyề ậ ả ạ ẹ ế n thông không tin c y, qu ng bá trong ph m vi h p và định tuy n nhiều chặng. • Triể ả ă ế ợ ữ ả ế n khai dày đặc và kh n ng k t h p gi a các nút c m bi n • Cấu hình mạng thay đổi thường xuyên phụ thuộc vào fading và hư hỏng ở các nút • Các giới hạ ề ặ n v m t nă ấ ộ ớ ấ ng lượng, công su t phát, b nh và công su t tính toán. Chính nhữ đ ng đặc tính này ã đưa ra nhữ ế ớ ng chi n lược m i và những yêu cầu thay đổi trong thiết kế ạ m ng cảm biến. 1.2. n. Đặc trưng và cấu hình mạng cảm biế Hình 1.1: Cấu trúc chung của mạng cảm biến Truyền một chặng Cảm biến Truyền nhiều chặ ng Kết nối có dây hoặc không dây Tập hợp và xử lý dữ liệu Trường cảm biế Kết nối không dây Nút tập hợp/ Xử lý dữ liệu tức thì (Clustering Nút tập hợp/ Xử lý dữ liệu tức thì (Clustering
  • 15. Luận văn thạc sĩ khoa học 14 4 thành phần c ng c ơ ả b n tạo nên mạ ảm biến: • Các sensor (cả ế ố m bi n) được phân b theo mô hình tập trung hay rải rác. • Mạng lưới liên kết giữa các cảm biến • Trung tâm tậ ợ ữ ệ p h p d li u (clustering) • Bộ phận xử lý dữ liệu ở trung tâm. Mỗi một nút mạng thường có chức năng cảm biến: cả ứ m ng, quan sát môi trường xung quanh như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng ..., theo dõi hay định vị ụ các m c tiêu cố định hoặc di động ... Các nút giao tiếp không dây với nhau và truyền dữ liệu về trung tâm (base station) một cách gián tiếp bằng kỹ thuật truyền một chặng hoặc nhiều chặng. Lưu lượng (traffic) dữ liệu lưu thông trong WSN là thấp và không liên tục (không hẳn với tracking và localization aplication). Do vậy để tiết kiệ ă m n ng lượng, các nút cảm biến thường có nhiều trạng thái hoạt động (active mode) và trạng thái nghỉ (sleep mode) khác nhau. Thông thường thời gian 1 nút ở trạng thái nghỉ lớn hơn ở trạng thái hoạt động rất nhiều. Như vậ ư ơ y, đặc tr ng c bả ấ ệ ạ ả ế ạ n nh t để phân bi t 1 m ng c m bi n và 1 m ng không dây khác chính là giá thành, mật độ nút mạng, phạm vi hoạt động, cấu hình mạng (topology), lưu lượng dữ liệu, năng lượng tiêu thụ và thời gian ở trạng thái hoạt động (active mode). Mỗi nút trong WSN thông thường bao gồm 2 phần: phần cảm biến (sensor) hoặc đ ề i u khiển và phần giao tiếp vô tuyến (RF transceiver). Do số lượng nút trong WSN là lớn và không cần các hoạt động bảo trì, nên yêu cầu thông thường đối với 1 nút mạng là giá thành thấ ỏ ọ ệ ề ặ p (10 - 50 usd) và kích thước nh g n (di n tích b m t vài đến vài chục cm2).
  • 16. Luận văn thạc sĩ khoa học 15 Hình 1.2: Ví dụ ề v nút cảm biến Cấu tạo nút cảm biến gồm 4 thành phần cơ bản như ở hình minh họa: Hình 1.3: C n ấu tạo nút cảm biế
  • 17. Luận văn thạc sĩ khoa học 16 - Đơn vị cảm biến (sensing unit) - Đơn vị xử lý (processing unit) - Đơn vị truyền dẫn (transceiver unit) - Bộ nguồn (power unit) Ngoài ra có thể ữ ầ ộ ừ ứ ụ ư có thêm nh ng thành ph n khác tùy thu c vào t ng ng d ng nh : hệ thống định vị (location finding system), bộ phát nguồn (power generator) và bộ phận di động (mobilizer/actuator). Kiến trúc giao thức mạng Hình 1.4: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến Kiến trúc giao thức áp dụng cho mạng cảm biến được trình bày trong hình (1.4). Kiến trúc này bao gồm các lớp và các mặt phẳng quản lý . Các mặt phẳng quản lý này làm cho các nút có thể làm việc cùng nhau theo cách có hiệu qu nh ả ất, đị độ nh tuyến dữ ệ ạ ả ế li u trong m ng c m bi n di ng và chia sẻ ữ tài nguyên gi a các nút cảm biến. Có các mặt phẳng là: Mặ ẳ ả ă t ph ng qu n lý n ng lượng (Power Managerment), mặt phẳng quản lý di động (Mobility Managerment), mặ ẳ t ph ng quản lý tác vụ (Task Managerment), và có các lớp là: Lớp vật lý (physical), lớp liên kết dữ liệu (data link), lớp mạng (network), lớp giao vận (transport), lớ ứ p ng dụng (application). Cụ thể như sau: Mặt phẳng quản lý năng lượng: Quả ả ế ử n lý cách c m bi n s dụ ồ ă ng ngu n n ng lượng của nó. Ví dụ: nút cảm biến có thể tắ ộ ậ t b thu sau khi nh n được một bản tin.
  • 18. Luận văn thạc sĩ khoa học 17 Khi mức năng l n gi ượng của nút cảm biế ảm xuống dưới một giá trị ấ ẽ nh t định, nó s thông báo sang các nút cảm biến bên cạnh rằng mức năng lượng của nó thấp và nó không thể ế tham gia vào quá trình định tuy n . Mặt phẳng quản lý di động : Có nhiệ ụ ệ ự ể m v phát hi n và đăng ký s chuy n động của các nút. Các nút giữ việc theo dõi xem ai là nút hàng xóm của chúng. M : ặt phẳng quản lý tác vụ Cân bằ ắ ng và s p xế ệ ụ p nhi m v cả ế ữ m bi n gi a các nút trong từng nhiệm v m bi ụ, từng vùng cả ến cụ th i t ể. Không phả ất cả các nút cảm bi n ế đều thực hiện nhiệm vụ cảm nhận ở cùng một thời đ ể i m. Lớp vật lý : có nhiệ ụ m v lự ọ ầ ố ạ ầ ố ệ a ch n t n s , t o ra t n s sóng mang, phát hi n tín hiệ đ ề u, i u chế và mã hóa tín hiệu. Bă ầ ử ng t n ISM 915 MHZ được s dụ ộ ng r ng rãi trong mạng cảm biến. Vấ ệ n đề hi u quả nă ũ ầ ả ng lượng c ng c n ph i được xem xét ở ớ ậ ụ đ ề ế ặ đ ề ế ị l p v t lý, ví d : i u bi n M ho c i u bi n nh phân. Lớp liên kết dữ liệu : lớ ệ ụ ồ ữ ệ ệ p này có nhi m v ghép các lu ng d li u, phát hi n các khung (frame) dữ liệu, cách truy nhập đường truyền và đ ề i u khiển lỗi. Vì môi trường có tạp âm và các nút cảm biến có thể di động, giao thức đ ề i u khiển truy nhập môi trường (MAC) phải xét đế đề n vấn công suất và phải có khả nă ố ể ng t i thi u hoá việc va chạ ớ ả ủ m v i thông tin qu ng bá c a các nút lân cận. Lớp mạng : Lớ ạ ủ ạ ả ế ế ế p m ng c a m ng c m bi n được thi t k tuân theo nguyên tắc sau: Hiệu quả năng lượng luôn luôn được coi là vấ ọ ạ ả n đề quan tr ng. M ng c m biến chủ yế ậ ữ ệ ợ ữ ệ ỉ ử u là t p trung d li u. Tích h p d li u ch được s dụng khi nó không cản trở sự cộng tác có hiệu quả của các nút cảm biến. Lớp truyền tải : chỉ cầ ế ệ ố ế ạ n thi t khi h th ng có k ho ch được truy cập thông qua mạng Internet hoặc các mạng bên ngoài khác. Lớp ứng dụng: Tuỳ ệ theo nhi m vụ cả ế ạ ầ m bi n, các lo i ph n mề ứ ụ m ng d ng khác nhau có thể ự ử ụ ở ớ ứ ụ được xây d ng và s d ng l p ng d ng. 1.2.1. Các yếu t nh h ố ả ưởng đến cấu trúc mạng cảm biến Các cấ ệ u trúc hi n nay cho mạng Internet và mạng ad-hoc không dây không dùng được đối với mạ ả ế ộ ố ng c m bi n không dây, do m t s lý do sau: Số lượng các nút cảm biến trong mạng cảm biến có thể lớ ấ n g p nhiề ầ ố u l n s lượng nút trong mạng ad-hoc. Các nút cả ế ễ ị ỗ m bi n d b l i.
  • 19. Luận văn thạc sĩ khoa học 18 Cấu trúc mạng cảm biến thay đổi khá thường xuyên. Các nút cảm biến chủ yếu sử dụ ề ể ả ầ ế ạ ng truy n thông ki u qu ng bá, trong khi h u h t các m ng ad-hoc đều d i i ựa trên việc truyền đ ểm-đ ểm. Các nút cả ế ị ớ ạ ề m bi n b gi i h n v nă ả ng lượng, kh năng tính toán và bộ nhớ. Các nút cảm biến có thể không có số nhận dạng toàn cầu (global identification, ID) vì chúng có một số lượng lớ ộ n mào đầu và m t số lượng lớn các nút cảm biến. Do vậy, cấu trúc mạng mớ ẽ i s : • Kết hợp vấn đề năng lượng và khả năng định tuyến. • Tích hợ ữ ệ ứ ạ p d li u và giao th c m ng. • Truyề ă ệ ả ệ n n ng lượng hi u qu qua các phương ti n không dây. • Chia sẻ ệ ụ ữ ậ nhi m v gi a các nút lân c n. Các nút cảm biến được phân bố trong một tr i m ường cảm biến như hình (1.5). Mỗ ột nút c u và ảm biến có khả ă n ng thu thập dữ liệ định tuyến lại đến các sink. Hình 1.5: C n ấu trúc mạng cảm biế Đặc đ ể i m củ ấ ạ ả ế a c u trúc m ng c m bi n: Như trên ta đã biết đặc a đ ể i m củ mạng cảm biến là bao gồm một số lượng lớ ả ế ả ế n các nút c m bi n, các nút c m bi n có giới hạn và ràng buộc về tài nguyên đặc biệt là năng lượng rất khắt khe. Do đó, cấu
  • 20. Luận văn thạc sĩ khoa học 19 trúc mạng mới có đặc điểm rất khác với các mạng truyền thống. Sau đây ta sẽ phân tích một số đ ể ổ ậ ạ ả ế ư đặc i m n i b t trong m ng c m bi n nh sau: Khả nă ị ỗ ng ch u l i (fault tolerance): Mộ ố ả ế ể t s các nút c m bi n có th không hoạt động nữa do thiếu năng lượng, do những hư hỏ ậ ng v t lý hoặc do ảnh hưởng của môi trường. Khả năng chịu lỗi thể hiện ở việc mạng vẫn hoạt động bình thường, duy trì những chức năng của nó ngay cả khi một số nút mạ ạ ng không ho t động. Khả nă ở ng m rộng: Khi nghiên cứu một hiệ ố n tượng, s lượng các nút cảm bi n ế được triển khai có thể đến hàng trăm nghìn nút, phụ thuộc vào từng ứng dụng con số này có thể vượt quá hàng triệu. Do đó c ng m ấu trúc mạ ới ph i có kh ả ả năng mở rộng để có thể làm việc với số lượng lớn các nút này. Giá thành sản xuất : Vì các mạng cảm biến bao gồm một số lượng lớn các nút cảm biến nên chi phí của mỗi nút rất quan trọng trong việ đ ề c i u chỉnh chi phí của toàn mạng. Nếu chi phí của toàn mạng đắt hơn việc triển khai sensor theo kiểu truyền thố ư ậ ạ ợ ậ ủ ỗ ng, nh v y m ng không có giá thành h p lý. Do v y, chi phí c a m i nút cảm biến phải giữ ở mức thấp. Ràng buộc về ph n c ầ ứng : Vì số lượng các nút trong mạ ấ ề ng r t nhi u nên các nút cảm biến c ng nh ần ph ph ải có các ràng buộc về ần cứ ư sau : Kích thước phải nhỏ, tiêu thụ nă ấ ả ng lượng th p, có kh nằ ạ ở ữ ơ ậ ng ho t động nh ng n i có m t độ cao, chi phí sả ấ ấ ả ă ự ị ạ ầ ể n xu t th p, có kh n ng t tr và ho t động không c n có người ki m soát, thích nghi với môi trường. Môi trường hoạt động: Các nút cảm biến được thiết l t g ập dày đặc, rấ ần hoặc trực tiếp bên trong các hiện tượng để quan sát. Vì thế, chúng thường làm việc mà không cần giám sát ở những vùng xa xôi. Chúng có thể làm việ ở c bên trong các máy móc lớ ở n, dưới đ ể ặ áy bi n, ho c trong những vùng ô nhiễm hóa học hoặc sinh học, ở đ ặ ữ ớ gia ình ho c nh ng tòa nhà l n. Phương tiện truyền dẫn : Ở ữ ạ ả ế ề ề ặ nh ng m ng c m bi n truy n nhi u ch ng, các nút được kế ố ằ ữ ệ ế ố ể t n i b ng nh ng phương ti n không dây. Các đường k t n i này có th tạo nên bởi sóng vô tuyến, hồng ngoại hoặc nhữ ệ ọ ế ng phương ti n quang h c. Để thi t lập sự hoạ ố ấ ủ ữ ạ ệ ề ẫ t động th ng nh t c a nh ng m ng này, các phương ti n truy n d n được chọn phải phù hợp trên toàn thế giới. Hiện tại nhiều phần cứng của các nút cảm biến
  • 21. Luận văn thạc sĩ khoa học 20 dựa vào thiết kế mạch RF (Radio Frequency – T ng thi ần số sóng vô tuyến). Nhữ ết bị cả ế ă ấ ộ ế ạ ở m bi n n ng lượng th p dùng b thu phát vô tuy n 1 kênh RF ho t động tần số 916MHz. Các nút trong mạng cũng có thể giao tiếp với nhau là bằ ồ ạ ng h ng ngo i. Thiết kế máy thu phát vô tuyến dùng hồng ngoại thì giá thành rẻ và dễ dàng hơn. Cả hai loại hồng ngoại và quang đều yêu cầu bộ phát và thu nằm trong phạm vi nhìn thấy nhau. C n ấu hình mạng cảm biế (network topology): Trong mạng cảm biến, hàng trăm đến hàng nghìn nút được triển khai trên trường cảm biến. Do số lượng các nút cảm biến rất lớn nên cần phải thiết lập một cấ ổ ể ể u hình n định. Chúng ta có th ki m tra các vấn đề liên quan đến việc duy trì và thay đổi cấu hình ở 3 pha sau: Pha tiền triển khai và triển khai: các nút cảm biến có thể đặt lộn xộn hoặc xếp theo trật tự trên trường cảm biến. Chúng có thể được triển khai bằng cách thả ừ t máy bay xuống, tên lửa, hoặc có thể do con người hoặc robot đặt từng cái một. Pha hậu triển khai: sau khi triển khai, những sự thay đổi cấu hình phụ thuộc vào việc thay đổi vị trí các nút cảm biến, khả nă ạ ế ng đạt tr ng thái không k t nối (phụ thuộc vào nhiễu, việc di chuyển các vật cản…), nă ợ ữ ự ố ng lượng thích h p, nh ng s c , và nhiệm vụ ụ c thể. Pha triển khai lại: Sau khi triển khai cấu hình, ta vẫn có thể thêm vào các nút cảm biến khác để thay thế các nút gặp sự cố ặ ộ ự ứ ho c tùy thu c vào s thay đổi ch c năng. Sự tiêu thụ năng lượng (power consumption): Các nút cả ế m bi n không dây, có thể coi là một thiết bị đ ệ ử ỉ ể ị ồ vi i n t ch có th được trang b ngu n nă ớ ng lượng gi i hạn (<0,5Ah, 1.2V). Trong một số ứng dụng, việc bổ sung nguồn năng lượng không thể thực hiện được. Vì thế ả ờ ồ ạ ủ ả ế ụ ộ kho ng th i gian t n t i c a các nút c m bi n ph thu c chủ yế ờ ố ủ Ở u vào th i gian s ng c a pin. mạ ả ế ề ề ặ ng c m bi n truy n nhi u ch ng ad-hoc, mỗi một nút đóng một vai trò kép vừa khởi tạ ừ ế o v a định tuy n d u. S ữ liệ ự trục trặc của một vài nút cả ế ể ữ đ ể ấ m bi n có th gây ra nh ng thay đổi áng k trong c u hình và yêu cầ ế u định tuy n lại các gói và tổ ch c l ứ ại mạ ậ ệ ả ng. Vì v y, vi c duy trì và qu n lý ngu ng ng. ồn năng lượ đóng một vai trò quan trọ Đó là lý do vì sao mà hiện nay người ta đang tập trung nghiên cứu về các giải thuật và giao thức để sử dụng nguồn
  • 22. Luận văn thạc sĩ khoa học 21 năng lượng một cách có hiệ ả u qu cho mạ ả ế ệ ụ ủ ng c m bi n. Nhi m v chính c a các nút cảm biến trong trường cảm biến là phát hiện ra các sự kiện, thực hiện xử lý dữ liệu cục bộ nhanh chóng, và sau đó truyền dữ liệu đi. Vì thế sự tiêu thụ năng lượng được chia ra làm 3 vùng: cảm nhận (sensing), giao tiếp (communicating), và xử lý dữ liệu (data processing). 1.2.2. Cấu trúc của mạng cảm biế n. Tùy theo mô hình kết nối và định tuyến mà các node sử dụng mà WSNs được phân ra làm 2 loại: Loại 1 (C1WSNs): Hình 1.6: Cấu trúc mạng c n lo ảm biế ại 1 - Sử ụ d ng giao thức định tuyến động - Các nút tìm đường đi tốt nhất đến đích - Vai trò của nút này với nút kết tiếp như là trạm lặp (repeater) - Kích thước mạng lớn - Khả ă n ng xử lý dữ liệ ở u các nút chuyển tiếp
  • 23. Luận văn thạc sĩ khoa học 22 - Mạng phức tạp Loại 2 (C2WSNs): Hình 1.7 : Cấu trúc mạng cảm biến loại 2 - Mô hình đ đ ể a i m – đ ể i m hay đ ể i m – đ ể i m, sử ụ d ng truyền dẫn một chặng. - Sử ụ d ng giao thức định tuyến tĩnh. - 1 nút không cung cấp thông tin cho các nút khác - Kích thước mạng nhỏ (khoảng vài trăm m) - Hệ thống tương đối đơn giản. Loại 1 được áp dụng trong các ứ ụ ề ả ng d ng có nhi u nút c m biến phân tán rộng (như hệ thống giám sát môi trường, hệ thống an ninh quốc gia …) Loại 2 áp dụng trong các không gian nhỏ ư nh trong ngôi nhà, trong các tòa nhà, nhà máy, hay trên cơ thể con người… 1.3. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây. Có ba dạ ứ ng ng d ng c ụng của mạ ảm biến không dây: thu thập dữ liệu môi
  • 24. Luận văn thạc sĩ khoa học 23 trường, giám sát an ninh, và theo dõi đối tượng. Hầu hết các ứng dụng chủ yế ủ u c a WSN đều thuộc ba dạng này: Thu thập dữ liệu môi trường Mạng cảm biến không dây thu thập dữ liệu môi trường ra đời đáp ứng cho nhu cầu thu thập thông tin về môi tr i m t t ường tạ ộ ập hợp các đ ể i m xác định trong một khoảng thờ ấ ằ ệ ặ i gian nh t định nh m phát hi n xu hướng ho c quy luật vận động của môi trường. Bài toán này được đặc trưng bởi một số lớ ạ n các nút m ng, thường xuyên cung cấp thông số môi trường và gửi về mộ ặ t ho c mộ ậ ạ ố t t p tr m g c (base station) có kết nối với trung tâm xử lý (thường là hệ thống máy tính) phân tích, xử lý, đưa ra các phương án phù hợp hoặc cảnh báo hay đơn thuần chỉ là lưu trữ số liệu. Yêu cầu đặt ra đối với các mạ ể ờ ố ả ng ki u này là th i gian s ng ph i dài hay nói cách khác là các nút mạng phải tiêu thụ ă n ng lượng ít. Mạng cho ứng dụng thu thập dữ liệu môi trường thường sử dụ ạ ỗ ng topology d ng cây, m i nút mạng có một nút cha duy nhất. Trạm gốc sẽ là gốc của cây. Dữ liệu từ ộ m t nút bấ ỳ ẽ ử t k s được g i đến cho nút cha của nó, nút này lại tiếp tục chuyển đến cho nút cha tiếp theo (nút ông), cứ như vậy, dữ liệu sẽ được chuyển về trạm gốc. Những vấn đề nảy sinh với cấu hình mạng này là: • Hiệ ắ ổ n tượng th t c chai (bottleneck) khi số lượng nút mạng lớn. • Một vài nút mạ ộ ố đ ạ ng, vì m t s lý do nào ó, không ho t động. Để mạ ế ng ti p tục hoạt động nó phải có khả nă ự ấ ạ ng t c u hình l i, nghĩa là phải phát hiện ra các nút bị ỏ h ng hoặ ỳ c định k thực hiệ ệ ấ ạ ạ n vi c c u hình l i m ng. • Mạng phải có thời gian sống dài, từ vài tháng đến vài năm, cần giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng của các nút mạng tối ưu nhất. • Phầ ề ả ế ế ậ ợ ấ ớ n m m nhúng ph i được thi t k và l p trình sao cho phù h p nh t v i bài toán truyền thông với các thông số đo được như nhiệ ẩ t độ độ , m, ánh sáng... Phần mềm phải tương thích với phần cứng để hệ ả có kh nă ạ ng ho t độ đị ng ổn nh theo thời gian.
  • 25. Luận văn thạc sĩ khoa học 24 Giám sát an ninh Một ứng dụng thứ hai của mạng cảm biến là giám sát an ninh. Các mạng giám sát an ninh được tạo bởi các nút đặt ở những vị trí cố định trong môi trường liên tục theo dõi một hay nhiều c nh n bi ảm biến để ậ ết sự bấ ự t thường. S khác nhau chủ yế ữ u gi a giám sát an ninh và giám sát môi trường là các mạng an ninh không thu thậ ấ ỳ p b t k dữ ệ Đ ề ớ ệ li u nào. i u này có tác động l n đến vi c tố ư ế i u ki n trúc mạng. Mỗi nút thường xuyên kiểm tra trạng thái các cảm biến của chúng nhưng chỉ truyề ữ ệ ự ạ ệ ề ứ ờ n d li u khi có s vi ph m an ninh. Vi c truy n t c th i và tin cậy của thông đ ệ ả ầ ủ ệ ố i p c nh báo là yêu c u chính c a h th ng. Thêm vào đó, nó cần được xác nhận là mỗi nút vẫn hiện diện và hoạt động. Nếu một nút bị lỗ ẽ ể ệ i, nó s th hi n mộ ự ạ ầ t s vi ph m an ninh c n được thông báo. Đối với các ứng dụng giám sát an ninh, mạ ầ ấ ị ng c n được c u hình sao cho các nút ch u trách nhiệm xác nhận trạ ộ ế ậ ỗ ng thái các nút khác. M t cách ti p c n là m i nút ngang hàng sẽ thông báo nếu một nút không hoạt động. Mô hình tố ư i u của mộ ạ t m ng giám sát an ninh sẽ hoàn toàn khác v li ới mạng thu thập dữ ệu Trong cây thu thập số liệu, mỗi nút phải truyền d u c ữ liệ ủa tất cả con cháu. Do đó, tối ưu là cây ngắn và rộng. Ngược lại, với mạ ấ ố ư ẽ ng an ninh c u hình t i u s có mô hình mạng tuyến tính. Công suất tiêu thụ ủ c a mỗi nút chỉ ỷ t lệ vớ ố i s các con c i ủa nó. Trong mạng tuyến tính, mỗi nút chỉ có 1 con. Đ ều này phân phối đều năng lượng tiêu thụ của mạng. Sự tiêu thụ nă ủ ng lượng ch yế ạ ặ ầ u trong m ng an ninh là g p các yêu c u báo hiệ ả ự ạ ỗ ậ ấ ộ ự ạ u c nh báo khi có s vi ph m an ninh. M i khi nh n th y, m t s vi ph m an ninh cần được truyền tới trạm gốc ngay lậ ứ ễ p t c. Độ tr củ ệ ề ữ a vi c truy n d liệu qua mạng tới trạm gốc có ảnh hưởng nhất định tới hiệu quả của ứng dụng. Các nút mạng cần có khả nă ả ng tr lờ ớ ầ ủ ề i nhanh chóng v i các yêu c u c a các nút láng gi ng để chuyển tiếp dữ liệu. Trong các mạng an ninh việc giảm thời gian trễ củ ệ ề ả a vi c truy n c nh báo quan trọng h n vi ng l ơ ệc giảm chi phí nă ượng khi truyề Đ ề n. i u này do các sự kiện
  • 26. Luận văn thạc sĩ khoa học 25 cảnh báo rất hiếm khi xảy ra. Trong mạng phòng cháy các cảnh báo gần như không bao giờ ả x y ra. Đối với sự kiện xảy ra 1 lần năng lượng chủ ế y u được dành cho việc truyề ả ễ n. Gi m độ tr truyề ẽ ă ă ụ ế n s làm t ng n ng lượng tiêu th vì các nút định tuy n phải giám sát các kênh radio thường xuyên hơn. Trong các mạng an ninh, phần lớn năng lượng tiêu thụ dành cho việc xác nhận chức năng của các nút láng giềng và chuẩn bị chuyển tiếp thông báo cảnh báo. Việc truyề ữ ệ ệ ờ ẽ n d li u hi n th i s tố ộ n m t phần năng lượng của mạng. Theo dõi đối tượng Với các mạng cảm biến không dây, các đối tượng có thể được theo dõi đơn giản gắn chúng với một nút cảm biến nhỏ. Nút cảm biến này sẽ được theo dõi khi chúng đi qua một trường các nút cảm biến được triển khai tại những vị trí đã biết. Thay vì cảm nhận dữ liệu môi trường, những nút này sẽ được triển khai để cảm nhận các thông đ ệ i p RF của các nút gắn với các đối tượng. Những nút này có thể được sử dụ ư ữ ẻ ự ặ ủ ộ ng nh nh ng th để thông báo s có m t c a m t thiết bị. Một cơ sở dữ liệu có thể được sử dụng ng để ghi lại vị trí tươ đối của đối tượng với các nút mạng, do đó có thể biết vị trí hi i t ện thời của đố ượng. Không như mạ ả ế ạ ứ ụ ẽ ng c m bi n hay m ng an ninh, các ng d ng theo dõi s liên tục thay đổi topology khi các nút đi qua mạ ự ế ố ng. Trong khi s k t n i giữa các nút tại các vị trí cố ổ ự đị đố nh tương i n định, s kế ố t n i tới các nút di động sẽ ụ liên t c thay đổ đổ i. Thêm vào đó tập hợ ị ẽ ụ p các nút b theo dõi s liên t c thay i khi các nút gia nhập hay rời khỏi hệ thố Đ ề ủ ng. i u ch yế ạ ả u là m ng có kh nă ậ ế ng nh n bi t một cách hiệu quả sự có mặt của các nút mới đi vào mạng. WSN được ứng dụng đầu tiên trong các lĩnh vực quân sự. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp đ ề i u khiển tự động, robotic, thiết bị thông minh, môi tr t ường, y tế ... WSN ngày càng được sử dụng nhiều trong hoạ động công nghiệp và dân dụng. Một số ứng d a WSN trong th ụng cơ ả b n củ ực tế: 1.3.1. Ứng dụng trong quân sự và an ninh quốc gia. Mạng cảm biến không dây có thể tích là một phần tích hợp trong hệ thống đ ề ể i u khi n quân đội, giám sát, giao tiếp, tính toán thông minh, trinh sát, theo dõi
  • 27. Luận văn thạc sĩ khoa học 26 mục tiêu. Đặc tính triển khai nhanh, tự tổ ứ ch c và có thể bị lỗ ủ ạ ả ế i c a m ng c m bi n làm cho chúng tr thành k ở ỹ thuật đầy hứa hẹn cho hệ thống trong quân đội. Vì mạng cảm biến dựa trên sự triển khai dày đặc của các nút cảm biến có sẵn, chi phí thấp và sự phá hủy của mộ ở t vài nút b i quân địch không ảnh hưởng đến hoạt động của quân đội cũng như sự ủ ả ế ề ố ệ phá h y các c m bi n truy n th ng làm cho khái ni m mạng cảm biến là ứng dụng tốt đối với chiến trường. Một vài ứng dụng quân đội của mạng cảm biến là quan sát lực lượng, trang thiết bị, đạn dược, theo dõi chiến trường do thám địa hình và lực lượng quân địch, mục tiêu, việ đ c ánh giá mức độ nguy hiểm của chiến trường, phát hiện và do thám việc tấn công bằng hóa học, sinh học, hạt nhân. Hình 1.8: Phát hiện và theo dõi mục tiêu Giám sát lực lượng, trang thiết bị và đạn dược: Các lãnh đạo, sĩ ẽ quan s theo dõi liên tục trạng thái lực lượng quân đội, đ ề i u kiện và sự sẵ ủ ế ị n sàng c a các thi t b , đạn dược trong chi c s ến trường bằng việ ử dụ ạ ả ế ế ị ng m ng c m bi n. Các trang thi t b và đạn dược được gắn thiết bị cả ế ỏ m bi n nh để có thể ề ạ ủ thông báo v tr ng thái c a chúng. Những bản báo cáo này được tập hợp lại tại các nút sink để gửi tới trung tâm quan sát, đ ề i u hành.
  • 28. Luận văn thạc sĩ khoa học 27 Giám sát chiến trường: địa hình hiểm trở, các tuyến đường , đường mòn và các chỗ eo hẹ ể ủ ở ạ ả ế ầ ư p có th nhanh chóng được bao ph b i m ng c m bi n và g n nh có thể theo dõi các hoạ ủ t động c a quân địch. Khi các hoạt động này được mở rộng và kế hoạch hoạt động được chuẩn bị một mạ ớ ể ể ấ ứ ờ ng m i có th được tri n khai b t c th i gian nào khi theo dõi chiến trường. Giám sát đị đị a hình và lực lượng quân ch: mạ ả ế ể ng c m bi n có th được triển khai ng ở nhữ địa hình then chốt và một vài nơi quan trọng, các nút cảm biến cần nhanh chóng c p trung d ảm nhận các dữ liệu và tậ ữ li i v ệu gử ề trong vài phút trước khi quân địch phát hiệ ể ặ ạ n và có th ch n l i chúng. Đ ự ể ủ ế ánh giá s nguy hi m c a chi n trường: trước và sau khi tấ ạ n công m ng cảm biến có thể được triể ở ữ ụ n khai nh ng vùng m c tiêu để nắ ứ m được m c độ nguy hiểm của chiến trường. Phát hiện và thăm dò các vụ tấ ằ ọ ọ ạ n công b ng hóa h c, sinh h c và h t nhân: Trong các cuộc chiế ọ ọ đ ầ ề ộ đ ề ấ n tranh hóa h c và sinh h c ang g n k , m t i u r t quan trọng là sự phát hiện đúng lúc và chính xác các tác nhân đó. Mạ ả ế ể ng c m bi n tri n khai ở những vùng mà được sử dụng như là hệ thống cả ọ ọ nh báo sinh h c và hóa h c có thể cung cấp các thông tin mang ý nghĩa quan trọng đúng lúc nhằm tránh thương vong nghiêm trọng. 1.3.2. Ứng dụng trong môi trường. Một vài ứng dụng môi trường của mạng cảm biến bao gồm theo dõi sự di cư c i ủa các loài chim, các động vật nhỏ, các loại côn trùng, theo dõi đ ều kiện môi trường mà ảnh hưởng đến mùa màng và vật nuôi; việc tưới tiêu, các thiế ị đ t b o đạc lớn đối với việc quan sát diện tích lớn trên trái đất, sự thăm dò các hành tinh, phát hiện sinh-hóa, nông nghiệp chính xác, quan sát môi trường, trái đất, môi trường vùng biển và bầu khí quyển, phát hiện cháy rừng, nghiên cứu khí tượng học và địa lý, phát hiện l ph p v ũ ụ l t, sắp đặt sự ức tạ ề sinh học của môi trường và nghiên cứu sự ô nhiễm.
  • 29. Luận văn thạc sĩ khoa học 28 Hình 1.9: Theo dõi các điều kiện môi trường Phát hiện cháy rừng: Vì các nút cả ế ể ể ộ m bi n có th được tri n khai m t cách ngẫu nhiên, có chiến lược với mật độ cao trong rừng, các nút cảm biến sẽ dò tìm nguồn gốc của lửa để thông báo cho người sử dụ ế ử ng bi t trước khi l a lan rộng không kiểm soát được. Hàng triệu các nút cảm biến có thể được triển khai và tích hợp sử dụ ệ ng h thống tần số không dây hoặc quang học. Cũng vậy, chúng có thể được trang bị ứ cách th c sử ụ ấ d ng công su t có hiểu quả như là pin mặt trời bởi vì các nút cảm biến bị bỏ lạ ủ ă ả ế ẽ i không có ch hàng tháng và hàng n m. Các nút c m bi n s cộng tác với nhau để thực hiện cảm biến phân bố và khắc phục khó khăn, như các cây và đá mà ngăn trở ầ t m nhìn thẳng của cảm biến có dây.
  • 30. Luận văn thạc sĩ khoa học 29 Hình 1.10: Theo dõi và cả ừ nh báo cháy r ng Phát hiện lũ lụt: một ví dụ đ ệ ố ể ạ ỹ ó là h th ng báo động được tri n khai t i M . Một vài loại cảm biế ể n được tri n khai trong hệ thống c ng m ảm biến lượ ưa, mức nước, thời tiết. Những con cảm biến này cung cấp thông tin để tậ ệ ố p trung h th ng cơ sở dữ liệu đã c đượ định nghĩa trước. 1.3.3. Ứng dụng trong thương mại. i Đ ều khiển không lưu Quả ầ n lý c u đường Quản lý kiến trúc và xây dựng i Đ ều khiển các hệ thống tự động trong công nghiêp i Đ ều khiển nhiệt độ, áp suất và các yếu tố khác Hệ thống giao thông thông minh: giao tiếp giữa biển báo và phương tiện giao thông, hệ thố đ ề ng i u tiết lưu thông công cộng, hệ thống báo hiệu tai nạn, kẹt xe... hệ thống định vị, trợ giúp đ ề i u khiển tự động phương tiện tiện giao thông ...
  • 31. Luận văn thạc sĩ khoa học 30 1.3.4. Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe. Một vài ứng dụng về sứ ỏ ớ ạ ả ế ệ c kh e đối v i m ng c m bi n là giám sát b nh nhân, các triệu chứng, quản lý thuốc trong bệnh viện, giám sát sự chuyển động và xử lý bên trong của côn trùng hoặc các động vật nhỏ ể ĩ khác, theo dõi và ki m tra bác s và bệnh nhân trong bệnh viện. Hình 1.11: Ứ ụ ạ ả ế ế ng d ng m ng c m bi n trong y t Theo dõi bác sĩ và bệnh nhân trong bệnh viện : mỗ ệ i b nh nhân được gắn các nút cảm biến nhỏ và nhẹ, mỗi một nút cảm bi m v ến này có nhiệ ụ riêng, ví dụ có nút cảm biến xác định nhịp tim trong khi con cảm biến khác phát hiện áp suất máu, các nút cảm biến này truyền tín hiệu về mộ ũ ắ ệ t nút trung tâm (c ng g n trên người b nh nhân), dữ liệu từ nút trung tâm này được truyền về trung tâm xử lý. Qua đó, các nhân viên y tế có thể theo dõi liên tục tình trạng bệnh nhân mặc dù có thể họ không ở gầ ĩ n nhau. Bác s cũ ể ả ế ng có th mang nút c m bi n để cho các bác sĩ khác xác định được vị ủ ọ ệ ệ trí c a h trong b nh vi n… 1.3.5. Ứng dụng trong gia đình. Trong lĩnh vực tự động hóa gia đình, các nút cảm biế ở n được đặt các phòng, khu v o nhi ực cần thiế đ t để ệt độ, độ ẩm, ánh sáng… Không những thế, chúng còn được dùng để phát hiệ ữ ự n nh ng s dị ể ạ ch chuy n trong phòng và thông báo l i thông tin này đến thiết bị báo động trong trường hợp không có ai ở nhà.
  • 32. Luận văn thạc sĩ khoa học 31 Hình 1.12: Ứ ụ ạ ả ế ng d ng m ng c m bi n - nhà thông minh
  • 33. Luận văn thạc sĩ khoa học 32 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT CƠ BẢ Ạ Ả Ế N M NG C M BI N KHÔNG DÂY 2.1. Node. Mạng cảm biến gồm nhiều cảm biến phân bố bao phủ một vùng địa lý. Các nút (Sensor node) có khả nă ạ ế ớ ậ ứ ng liên l c vô tuy n v i các nút lân c n và các ch c năng cơ bả ư n nh xử ệ ả lý tín hi u, qu n lý giao thức mạng và bắt tay với các nút lân cận để truyền dữ liệu về trung tâm. Chức năng cơ bả ủ n c a các nút trong mạ ả ng c m biến phụ thuộc vào ứng dụng củ ộ ố a nó, m t s chức năng chính: Xác đị đượ đặ độ nh c giá trị ố ạ ơ ắ các thông s t i n i l p t: nhiệ ấ t độ, áp su t, cường ánh sáng … Phát hiện sự tồ ạ ủ ự ệ ầ ố n t i c a các s ki n c n quan tâm và ước lượng thông s của sự kiện đó. Ví dụ như đối vớ ạ ả ế ả i m ng c m bi n dùng trong giám sát giao thông, c m biến phải nhận biết được sự di chuyển của xe cộ đ , o được tốc độ và hướng di chuyển của các phương tiện đang lưu thông … Phân biệt được các đối tượng. Ví dụ như cả ế ậ ế m bi n giao thông thì nh n bi t được loại xe đang lưu thông: xe tải, xe con, xe buýt, … Theo dấu các đối tượng. Ví dụ như trong quân sự, mạng cảm biến phải cập nhật được vị trí các phương tiện của đối phương khi chúng vào vùng bao phủ của mạng … Các hệ thống có thể đ ứ áp ng thời gian thực hay gần như thế ầ , tùy theo yêu c u và mụ đ c ích của thông tin cần thu thập. Cả ế ồ ề ứ ă ư m bi n g m nhi u nhóm ch c n ng nh cơ ệ đ ệ ừ ọ , hóa, nhi t, i n, t , sinh h c, quang, chất lỏng, sóng siêu âm, cảm biến khối, … Cảm biến có thể sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau, trong các đ ề i u kiện khác nhau. Công nghệ cảm biến và đ ề ể ồ đ ệ ừ ả ế ả ế ồ i u khi n bao g m trường i n và t ; c m bi n sóng radio; c m bi n quang, h ng ngoại; radar, lasers; cảm biến vị trí, định vị … Các cảm biến kích thước nhỏ, giá thành thấ ổ p, n định, độ nhạy cao và đáng tin cậy là yếu tố quan tr ng t ọ ạo nên các mạng c n ho ảm biế ạt động hiệu quả và kinh tế.
  • 34. Luận văn thạc sĩ khoa học 33 ADC: Analog-to-Digital Converter Hình 2.1: Cấu tạo cơ bản của một nút cảm biến - phần cứng Mỗi nút cảm biến gồm 4 thành phần cơ ả b n như ở hình minh hoạ: - Đơn vị cảm biến (sensing unit) - Đơn vị xử lý (processing unit) - Đơn vị truyền dẫn (transceiver unit) - Bộ nguồn (power unit) Ngoài ra có thể ữ ầ ộ ừ ứ ụ ư có thêm nh ng thành ph n khác tùy thu c vào t ng ng d ng nh : hệ thống định vị (location finding system), bộ phát nguồ ộ n (power generator) và b phận di động (mobilizer/actuator).
  • 35. Luận văn thạc sĩ khoa học 34 <*> Phần mềm Hình 2.2: Cấu tạo cơ bản của một nút cảm biến – phần mềm Các đơn vị cảm biến (sensing units) bao gồm cảm biến(sensor) và bộ chuyển đổi tương tự ố ự -s (ADC). D a trên những hiện tượng quan sát được, tín hiệu tương tự tạo ra bởi sensor được chuyển sang tín hiệu số bằ ộ đ ng b ADC, sau ó được đưa vào bộ xử ị lý. Đơn v xử ế ợ ớ ộ ư ữ ỏ ế lý thường được k t h p v i b l u tr nh (storage unit), quy t định các thủ tục làm cho các nút kế ợ ớ ự ệ ệ ụ t h p v i nhau để th c hi n các nhi m v định sẵn. Phần thu phát vô tuyến kết nối các nút vào mạng. Một trong số các phần quan trọng nhất của mộ ạ ả ế ộ ồ ộ ồ ỗ t nút m ng c m bi n là b ngu n. Các b ngu n thường được h trợ bở ộ ậ ọ i các b ph n l c như tế ă ặ ờ bào n ng lượng m t tr i. Ngoài ra cũng có những thành phần phụ khác phụ thuộc vào từ ứ ng ng dụng. Hầu hết các kĩ thuật định tuyến và các nhiệm vụ cả ế ủ ạ ầ ề m bi n c a m ng đều yêu c u có độ chính xác cao v vị trí. Các bộ phận di động đôi lúc cần phải dịch chuyển các nút cảm biến khi cần thiết để thực hiện các nhiệm vụ đã ấn định. Tất cả những thành phần này cần phải phù hợp với kích cỡ từ ỡ ả ế ộ ố ộ ng module. Ngoài kích c ra các nút c m bi n còn m t s ràng bu c nghiêm ngặt khác, như là phả ụ i tiêu th rấ ă ạ ở t ít n ng lượng, ho t động mật độ cao, có giá thành thấ ể ự p, có th t hoạt động, và thích ứng với sự biế ủ n đổi c a môi trường. 2.2. Các kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến và các tiêu chuẩn áp dụng. Hai dải t th ần số ường được sử dụ ở ng b i trong mạng cảm biến là: Dải tần
  • 36. Luận văn thạc sĩ khoa học 35 ISM và dải tần U-NII. Khi sử dụ ế ễ ừ ồ ng sóng vô tuy n, luôn luôn có nhi u t ngu n khác nhau (như: suy hao, can nhiễu, nhiễu fading, nhiễ đ u a đường…), nhiễu từ các thiết bị đ ệ ử ệ ử i n t khác. Công ngh IEEE PAN/LAN/MAN s dụ ế ng sóng vô tuy n đều bị ảnh hưởng bởi nhiễu này. Công nghệ IEEE PAN/LAN/MAN đã xác định được các giao thức truyền. Những giao thức này quyết định việc mã hóa tín hiệu truyền tại lớp vật lý và lớp liên kết. Có nhiều giao thức không dây nhưng được sử ụ d ng rộng rãi nhất là: (1) IEEE 802.15.1 (còn được gọi là Bluetooth); (2) IEEE 802.11a/b/g/n mạng LAN không dây; (3) IEEE 802.15.4 (ZigBee); (4) IEEE 802.16 (trong phạm vi MAN- còn gọi là WiMax); (5) nhận dạng tần số vô tuyến (RFID gắn thẻ). Hình 2.3: Một số chuẩ ề ẫ ế n truy n d n vô tuy n
  • 37. Luận văn thạc sĩ khoa học 36 (*) Tố ữ c độ d liệu lên đến 256Mb/s (#) Tố ữ c độ d liệu lên đến 108Mb/s Chuẩn IEEE Chỉ tiêu 802.11 802.15/Bluetooth 802.15.4/Zigbee Khoảng cách (m) 100 10~100 10~100 Tốc độ dữ liệu (Mb/s) 2~54 1~3 0,25 Công suất tiêu thụ Trung bình Thấp Cực thấp Thời gian sống của pin Phút~ vài giờ Giờ~ vài ngày Ngày~ vài năm Kích thước Lớn Nhỏ ơ h n Nhỏ nhất Tỉ số ứ chi phí/độ ph c tạp >6 1 0,2 Bảng 2.1: So sánh mộ ố ẩ t s chu n truy n d ề ẫn vô tuyến Tiếp theo tác giả sẽ ộ ố trình bày m t s chuẩ ề ẫ n truy n d n không dây thông dụng, đặc biệt sẽ đi sâu vào trình bày về chuẩn IEEE 802.15.4/Zigbee 2.2.1. Chuẩn Bluetooth. Bluetooth là một đặc tả không dây tầm ngắn dựa trên kết nối cho các thiết bị cầm tay cá nhân. Nó hoạt động vô tuyến trong một phạm vi ngắn, trao đổi dữ liệu với giao thức được thiết kế cho các nhiệm vụ nhỏ, chẳng hạn như đồng bộ hóa, tai nghe, chuột và bàn phím. Chuẩn này bắt đầu như là mộ ẩ ứ t chu n không chính th c dùng trong công nghiệp; gần đây hơn, IEEE 802.15.1 phát triển dự án PAN không dây dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật Bluetooth v1.1 Foundation. Tiêu chuẩn IEEE 802.15.1 đã được xuất bản vào năm 2002, hướng chủ yế ế ố ế u vào các k t n i không dây trong các thi t bị
  • 38. Luận văn thạc sĩ khoa học 37 thông tinh cá nhân trong một mạng cá nhân. Đây là một công nghệ ít tốn năng lượng, giao tiếp đơn giản và rẻ. Công nghệ này có đặc tính bị giới hạn bởi hiệu suất thiết kế ậ ứ ụ ạ ế ầ ớ ợ , vì v y, tính ng d ng cho WSN là khá h n ch trong ph n l n trường h p. IEEE đã xem xét và cung cấp một tiêu chuẩn kiểm soát truy cập media (MAC) (L2CAP, LMP, và baseband) và lớp vật lý (PHY) (radio) cho Bluetooth v1. Có đ ề i u khoản về các đ ể i m truy cập dịch vụ (SAPs), trong đó bao gồ ộ m m t giao diện LLC-MAC cho ISO / IEC 8.802-2 LLC. Bluetooth phát sóng radio đẳng hướng (omni direction) có thể xuyên qua bức tường và rào cản phi kim khác. Sóng vô tuyến sử dụng trong công nghệ Bluetooth hoạt động trong dải tần 2.4 GHz ISM (dải tần số không cần phải đăng ký với cơ quan quản lý t n s ầ ố không gian của Quốc gia). Bluetooth sử dụ ỹ ng k thuật trải phổ, nhẩy tần, truy n song công. Khi k ề ết nối đ ể i m- đ ể i m, cho phép cùng lúc kế ố ớ t n i v i 7 thiết bị ờ ả ố ể ễ ớ đồng th i. Để gi m t i thi u nhi u đối v i các giao thứ ử ụ c khác s d ng chung tần số, công nghệ Bluetooth sử dụ ầ ố ng t n s bước nhả ắ ầ ố y ng n, thay đổi t n s 1600 lần/giây. Thiết bị ể đ Bluetooth có th óng vai trò “master”, liên lạc đến 7 thiết bị có vai trò slave (nhóm nhiều hơn 8 thiế ị tb gọ ể i là piconet). Bluetooth có th kế ố t n i 2 hay nhiều piconet. Ngày nay, công nghệ Bluetooth mới ra đời có những đặc tính tốt hơn so với công nghệ ũ c : - Tốc độ truyền gấp 3 lần - Công suất tiêu thụ giảm - Đơn giản trong các ứng dụng đa đường vì băng thông tăng lên - Cải thiện tỉ ệ ỗ l l i bit 2.2.2. Chuẩn WLAN Dự án phát triển mạng nội bộ không dây WLAN (Wireless Local Area Network) được bắ ừ ụ đ ủ ự ằ ự ộ t đầu t 1990. M c ích c a d án này là nh m xây d ng m t
  • 39. Luận văn thạc sĩ khoa học 38 cách thức kết n t b ối không dây giữa nhữ ế ng thi ị (station) cố định hoặc di động mà đ ỏ ộ ự ế ậ ạ ộ ự ụ ộ òi h i m t s thi t l p m ng nhanh chóng trong m t khu v c c c b bằ ử ng cách s dụng những băng tầng khác nhau. Và năm 2001, chuẩn quốc tế đầu tiên về mạng 802.11 đã được công bố. Các chuẩn WLAN hiện tại: IEEE 802.11: là chuẩn gốc của WLAN và là chuẩ ố ề n có t c độ truy n thấp nhất trong cả 2 kỹ thuật dựa trên tần số radio và dựa trên tần số ánh sáng. IEEE 802.11b: Có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn, chu n này c ẩ ũng được gọi là WiFi bởi tổ chức Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Tốc độ dữ liệu lý thuyết là 11Mbps (megabit per second). Trên thự ế c t tốc độ lớ ấ ể n nh t có th đạt được là 6Mbps vớ ủ ầ i vùng ph sóng t m 300m trong môi trường không vật cản (outdoor). Băng tầng sử dụ ă ầ ớ ng là 2,4 GHz (cùng b ng t ng v i bluetooth và microwave). IEEE 802.11a: Có tốc độ truyề ơ ế ầ n cao h n 802.11b (54Mbps lý thuy t và t m 30 Mbps lớn nhất có thể trong thực tế) nhưng không có tính tương thích ngược, và sử dụng tần số 5GHz. IEEE 802.11g: Là chuẩ ự n d a trên chuẩ ố ề ớ n 802.11 có t c độ truy n ngang v i 802.11a, có khả nă ớ ẩ ạ ầ ố ng tương thích v i 802.11b. Chu n này ho t động trên t ng s 2.4GHz. IEEE 802.11n: Chuẩn này tăng tốc độ truyền lên tầm 100Mbps. IEEE 802.11f: Chuẩn này định nghĩa các giao thức cho phép các Access Point (AP) trao đổi thông tin với nhau nhằm giúp người dùng có thể chuyển giao nối kết (roaming) giữa 2 AP mà liên lạc không bị gián đ ạ o n. IEEE 802.11i: Nhằm tăng cường tính bảo mật của wifi. IEEE 802.11e: Nhằm tăng cường v ng d ề chất lượ ịch vụ (Quality of Service) IEEE 802.11u: Nhằm cải tiến việc kết nối với nhiều mạng khác (interworking) và còn nhiều chuẩn khác nữa như 802.11k (radio reource management), 802.11r
  • 40. Luận văn thạc sĩ khoa học 39 (roaming), 802.11h (transmission power control), 802.11p (vehicular network).... Mỗi mộ ẩ ằ ả ệ ặ ả ế ộ ấ ụ ể t chu n này nh m c i thi n ho c gi i quy t m t v n đề c th . 2.2.3. Chuẩn Zigbee Đặc đ ể ủ ệ ố ề ấ ă i m c a công ngh ZigBee là t c độ truy n tin th p, tiêu hao ít n ng lượng, chi phí thấp, và là giao thức mạng không dây hướng tới các ứng dụng đ ề i u khiển từ xa và tự động hóa. Tổ chức IEEE 802.15.4 bắt đầu làm việc với chuẩn tốc độ th t th ấp được mộ ời gian ngắn thì tiểu ban về ổ ứ ế ZigBee và t ch c IEEE quy t định sát nhập và lấy tên ZigBee đặt cho công nghệ mớ ụ ủ ệ i này. M c tiêu c a công ngh ZigBee là nhắm tới việc truyền tin với mức tiêu hao năng lượng nhỏ và công suất thấp cho những thiết bị chỉ có thờ ạ ừ ă i gian ho t động t vài tháng đến vài n m mà không yêu cầu cao về tố ề ư ộ đ c độ truy n tin nh Bluetooth. M t iề ổ ậ u n i b t là ZigBee có thể dùng được trong các mạng mắt lưới (mesh network) rộng hơn là sử dụng công nghệ Bluetooth. Các thiết bị không dây sử dụ ệ ể ng công ngh ZigBee có th dễ dàng truyền tin trong khoảng cách 10-75m tùy thuộc và môi trường truyền và mức công suất phát được yêu cầu với m li ỗ ứ i ng dụng, Tố ữ c độ d ệu là 250kbps ở ả d i tần 2.4GHz (toàn cầu), 40kbps ở dả ầ i t n 915MHz (Mỹ ậ +Nh t) và 20kbps ở dải tần 868MHz(Châu Âu).
  • 41. Luận văn thạc sĩ khoa học 40 Hình 2.4: Cấu trúc phân lớp giao thức IEEE 802.15.4/Zigbee Các nhóm nghiên cứu Zigbee và tổ chức IEEE đã làm việc cùng nhau để chỉ rõ toàn bộ các khối giao thức của công nghệ này (như hình ….). IEEE 802.15.4 tập trung nghiên cứu vào 2 tầng th ng v ấp của giao thức (tầ ật lý và tầng liên kết dữ liệu). Zigbee còn thiết lập cơ sở ữ ầ ơ ứ ừ cho nh ng t ng cao h n trong giao th c (t tầ ạ ng m ng đến tầ ứ ụ ề ả ậ ữ ng ng d ng) v b o m t, d liệu, chuẩn phát triển ng để đảm bảo chắc chắn rằ các khách hàng dù mua sản ph ng v ẩm từ các hãng sản xuất khác nhau như ẫn theo một chuẩn riêng để làm việc cùng nhau. 2.2.3.1. Topology Một hệ thống ZigBee/IEEE802.15.4 gồm nhiều phần tạo nên. Phần cơ bản nhất tạo nên một mạng là thiết bị có tên là FFD (full-function device), thiết bị này đảm nhận tấ ả ứ ă ạ ạ t c các ch c n ng trong m ng và ho t động như mộ ộ đ ề ố t b i u ph i mạng PAN, ngoài ra còn có một số thiết bị đảm nhận một số chức năng hạn chế có tên là RFD (reduced-function device). Một m t b ạng tối thiểu phải có 1 thiế ị FFD, thiết bị ạ ư này ho t động nh mộ ộ đ ề ố ạ ể ạ t b i u ph i m ng PAN. FFD có th ho t động
  • 42. Luận văn thạc sĩ khoa học 41 trong ba trạng thái: là đ ề i u phối viên của toàn mạng PAN (personal area network), hay là đ ề i u phối viên của mộ ạ ặ ả ỉ ộ t m ng con, ho c đơn gi n ch là m t thành viên trong mạng. RFD được dùng cho các ứng dụng đơn giản, không yêu cầu gửi lượng lớn dữ liệu. Một FFD có thể làm việc với nhiều RFD hay nhiều FFD, trong khi một RFD chỉ có thể ệ ớ ộ làm vi c v i m t FFD Hình 2.5: Topology mạng Zigbee Hiện nay Zigbee và tổ chức chuẩn IEEE đã đưa ra mộ ố t s cấ ế u trúc liên k t mạng cho công nghệ Zigbee. Các node mạng trong một mạng Zigbee có thể ế liên k t với nhau theo cấu trúc mạng hình sao (star) cấu trúc mạng hình lưới( Mesh) cấu trúc bó cụm hình cây. Sự đa dạng về cấ ạ ệ u trúc m ng này cho phép công ngh Zigbee được ứ ụ ộ ộ ng d ng m t cách r ng rãi. 2.2.3.2. Tầng vật lý (PHY): Cung cấp hai dịch v ch v ụ là dị ụ dữ ệ ị ụ ả li u PHY và d ch v qu n lý PHY, hai dịch vụ này có giao diện với dịch vụ quản lý tầng vật lý PLME (physical layer
  • 43. Luận văn thạc sĩ khoa học 42 management). Dịch vụ dữ ệ đ ề ể ệ ủ ố ữ ệ li u PHY i u khi n vi c thu và phát c a kh i d li u PPDU (PHY protocol data unit) thông qua kênh sóng vô tuyến vật lý. Các tính năng của tầng PHY là sự kích hoạt hoặc giảm kích hoạt của bộ phận nhậ ệ n sóng, phát hi n năng lượng, chọn kênh, chỉ số ề ả ề đường truy n, gi i phóng kênh truy n, thu và phát các gói dữ liệu qua môi trường truyề ẩ n. Chu n IEEE 802.15.4 định nghĩa ba dải tần số khác nhau theo khuyến nghị ủ ậ c a Châu Âu, Nh t Bản, Mỹ. Hình 2.6: Dải tần số theo IEEE 802.15.4 Chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa ba dải tần số khác nhau theo khuyến nghị của Châu Âu, Nhật Bản, Mỹ Bảng 2.2: Dải tần số vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.15.4 PHY (MHz) Băng tần (MHz) Tốc độ chip (kchips/s) Đ ề ế ố i u ch T c độ bit (kb/s) Tốc độ ký tự (ksymbol/s) Ký tự 868 868-868.6 300 BPSK 20 20 Nhị phân 915 902-928 600 BPSK 40 40 Nhị phân 2450 2000 62.5 2400-2486.5 O-QPSK 250 Hệ 16
  • 44. Luận văn thạc sĩ khoa học 43 Có tất cả 27 kênh truyền trên các dải tần số khác nhau được mô tả như bảng dưới đây Tần số trung Tâm (MHz) S T ố lượng kênh (N) Kênh ần số kênh trung tâm (MHz) 868 1 0 868.3 915 10 1 – 10 906+2(k-1) 2450 16 11 – 26 2405+5(k-11) Bảng 2.3: Các kênh truyề ẫ ế n d n vô tuy n theo chuẩn IEEE 802.15.4 Các thông số ỹ k thuật trong tầ ậ ủ ng v t lý c a IEEE 802.15.4 Chỉ số ED (energy detection) Chỉ số đ ở ộ ỉ ED o đạc được b i b thu ED. Ch số ẽ ầ ạ ử này s được t ng m ng s dụ ư ng nh là một bước trong thuật toán chọn kênh. ED là kết quả củ ự ấ a s ướ ượ c l ng công su t năng lượng của tín hiệu nhận được trong băng thông của kênh trong IEEE 802.15.4. Nó không có vai trò trong việc giải mã hay nhận dạng tín hiệu truyền trong kênh này. Thờ ệ i gian phát hi n và x ng th ửlý ED tương đương khoả ời gian 8 symbol. Kết quả phát hiệ ă n n ng lượng sẽ được thông báo bằng 8 bit số nguyên trong khoảng từ 0x00 tới 0xff. Giá trị nhỏ nhất của ED (=0) khi mà công suất nhận được ít hơn mức +10dB so với lý thuyết. Độ lớ ủ ả n c a kho ng công suất nhận được để hi n th ể ị chỉ số ED tối thiểu là 40dB và sai số là ± 6dB. Chỉ số chất lượng đường truyền (LQI) Chỉ số ấ ề ư ấ ậ ố ch t lượng đường truy n LQI là đặc tr ng ch t lượng gói tin nh n được. S đ ể o này có th bổ đ sung vào ED thu được, ánh giá tỷ số ạ ặ ộ tín trên t p SNR, ho c m t sự kế ợ ủ ữ ị t h p c a nh ng phương pháp này. Giá tr kế ả t qu LQI được giao cho tầng mạng và tầng ứng dụng xử lý. Chỉ số đánh giá kênh truyền (CCA) CCA được sử dụ ộ ề ỗ ng để xem xem khi nào m t kênh truy n được coi là r i hay bận.
  • 45. Luận văn thạc sĩ khoa học 44 Có ba phương pháp để thực hi c ki ện việ ểm tra này: - CCA 1 : “Nă ẽ ề ậ ng lượ ượ ng v t ngưỡng”. CCA s thông báo kênh truy n b n trong khi dò ra bất kỳ ă n ng lượng nào vượt ngưỡng ED. - CCA 2 : “Cả ế ề ậ ỉ ậ m bi n sóng mang”. CCA thông báo kênh truy n b n ch khi nh n ra tín hiệu có đặc tính trải phổ đ ề ế ủ và i u ch c a IEEE802.15.4. Tín hiệu này có thể thấp hoặc cao hơn ngưỡng ED. - CCA 3 : “Cả ế ế m bi n sóng mang k t hợ ớ ă p v i n ng lượ ựơ ng v t ngưỡng”. CCA sẽ báo kênh truyền bận chỉ khi dò ra tín hiệu có đặc tính trả ổ đ ề ế ủ i ph và i u ch c a IEEE 802.15.4 với năng lượng vượt ngưỡng ED. Định dạng khung tin PPDU. Mỗi khung tin PPDU bao gồm các trường thông tin. SHR (synchronization header) : đồng bộ thi i bit ết bị thu và chốt chuỗ PHR (PHY header): chứa thông tin độ dài khung PHY payload: chứa khung tin của tầng MAC Octets: 4 1 1 Variable Đầu khung SFD (bắt đầu phân định khung) Độ dài khung (7 bits) Phần giành riêng (1 bit) PSDU SHR PHR PHY payload Hình 2.7: Khung tin PPDU 2.2.3.3. Tầng MAC T i ầng đ ều khiển truy cập môi trường MAC (media access control) cung cấp 2 dị ụ ch v là dịch vụ dữ ệ ả li u MAC và qu n lý MAC, nó có giao diệ ớ đ n v i iểm truy c c ập dịch vụ ủa thực thể quản lý tầng MAC (MLMESAP). Dịch vụ dữ ệ li u MAC có nhiệm vụ quản lý việc thu phát của khối MPDU (giao thức dữ liệu MAC) thông qua
  • 46. Luận văn thạc sĩ khoa học 45 dịch vụ dữ liệu PHY. Nhiệm vụ củ ầ ả ệ ệ a t ng MAC là qu n lý vi c phát thông tin báo hi u beacon, định dạ ề đ ạ đ ề ể ậ ả ng khung tin để truy n i trong m ng, i u khi n truy nh p kênh, qu n lý khe thời gian i và gi GTS, đ ề i u khiển kết nố ải phóng kết nối, phát khung Ack. Cấu trúc siêu khung. LR-WPAN cho phép sử dụ ầ ấ ạ ng theo nhu c u c u trúc siêu khung. Định d ng c a ủ siêu khung được định rõ bởi PAN coordinator. Mỗi siêu khung được giới hạn b m ởi từng ạng và được chia thành 16 khe như nhau. Cột mố ệ c báo hi u dò đường beacon c g đượ ửi đi trong khe đầu tiên của mỗi siêu khung. Nếu một PAN coordinator không muố ử n s dụ ả ừ ệ ng siêu khung thì nó ph i d ng vi c phát mốc beacon. Mốc này có nhiệ ộ ế ị đ ậ ạ ứ m đồng b các thi t b ính kèm, nh n d ng PAN và ch a nội dung mô tả cấ ủ u trúc c a siêu khung. Siêu khung có 2 phầ ạ n “ho t động” và “nghỉ”. Trong trạng thái “nghỉ” thì PAN coordinator không giao tiếp với các thiế ị t b trong mạng PAN, và làm việ ở c mode công suất thấp. Phần “hoạt động” gồm 2 giai đ ạ đ ạ ấ ậ đ ạ ấ ự o n: giai o n tranh ch p truy c p (CAP) và giai o n tranh ch p t do (CFP), giai đ ạ o n tranh chấp trong mạng chính là khoảng thời gian tranh chấp giữa các trạm để có cơ hộ ộ ề ặ ạ i dùng m t kênh truy n ho c tài nguyên trên m ng). Bấ ỳ ế t k thi t bị nào muốn liên lạc trong thời gian CAP đều phải cạnh tranh vớ ế i các thi t bị khác bằng cách sử dụ ỹ ậ ạ ng k thu t CSMA-CA. Ngược l i CFD gồm có các GTSs, các khe thời gian GTS này thường xuất hiệ ở n cuối của siêu khung tích cực mà siêu khung này được bắ ở ể ị ả t đầu khe sát ngay sau CAP. PAN coordinator có th định v được b y trong số các GTSs, và mỗi một GTS chiếm nhiều h n m ơ ột khe thời gian. Thuật toán tránh xung đột đa truy cập sử dụ ả ế ng c m bi n sóng mang CSMA- CA. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access-Collision Avoidance). Phương pháp tránh xung đột đa truy cậ ờ ả ế ự ấ đ p nh vào c m bi n sóng. Th c ch t ây là phương pháp truy cập mạng dùng cho chuẩn mạng không dây IEEE 802.15.4. Các thiết bị trong mạng (các nút mạ ẽ ụ ắ ệ ề ng) s liên t c l ng nghe tín hi u thông báo trước khi truy n.
  • 47. Luận văn thạc sĩ khoa học 46 Đ ậ a truy c p (multiple access) chỉ ằ ề ế ị ể ra r ng nhi u thi t b có th cùng kết nối và chia sẻ tài nguyên của một mạng (ở đây là mạng không dây). Tất cả các thiết bi đều có quyền truy cập như nhau khi đường truyền rỗi. Ngay cả khi thiết bị ậ tìm cách nh n biết mạng đang sử dụ ẫ ả ng hay không, v n có kh năng là có hai trạm tìm cách truy cập mạng đồng thời. Trên các mạng lớn, thời gian truyền từ đầu này đến đầu kia là đủ để mộ ạ ể ậ ề đ ả ộ ạ t tr m có th truy c p đến kênh truy n ó ngay c khi có m t tr m khác vừa truy cập đến. Giao thức CSMA/CA tránh khả ă n ng xung đột gữ ạ a các tr m dùng chung đường truyền (sóng vô tuyến) bằng cách sử dụng random back off time (khoảng thời gian bấ ỳ ả ể ề ử t k ph i đợi trước khi có th giành quy n s dụng đường truyề ế ộ n) n u b cả ế ậ m bi n v t lý hay logic củ ạ a tr m phát hiệ ề ậ n đường truy n b n. Khoảng thời gian ngay sau khi đường truyền bận là khoảng thời gian dễ xảy ra xung đột nhấ ệ t, đặc bi t là trong môi trườ ườ ng có nhiều ng i sử dụ ạ ờ đ ể ng. T i th i i m này, các trạm phải đợi cho n r đường truyề ảnh và sẽ cố truyề ữ ệ ạ ộ ờ n d li u t i cùng m t th i đ ể ộ ề ả ẽ ệ i m. M t khi đường truy n r nh, random back of time s trì hoãn vi c truyền dữ liệu của trạm, hạn chế tối đa khả năng xảy ra xung đột giữa các trạm. 2.2.3.4. Tầng mạng. Dịch vụ mạng Tầng vật lý trong mô hình của giao thứ ự ề ủ c ZigBee được xây d ng trên n n c a t i u i ầng đ ề khiển dữ liệu, nhờ những đặc đ ểm của tầng MAC mà tầng vật lý có thể kéo dài việc đưa tin, có thể mở rộng được qui mô mạ ễ ộ ạ ể ng d dàng, m t m ng có th hoạt động cùng các mạng khác hoặc riêng biệ ầ ậ ả ậ ứ t. T ng v t lý ph i đảm nh n các ch c năng như là: Thiết lập một mạng mới. Tham gia làm thành viên của một m t ho ạ đ ng ang hoạ ặc là tách ra kh i m ỏ ạng khi đang là thành viên của một mạng nào đó. Cấu hình thiết bị mớ ư i nh hệ ố ầ ỉ th ng yêu c u, gán địa ch cho thiết bị mới tham gia vào mạng. Đồng bộ ế ị ạ hóa các thi t b trong m ng để có thể ề ị truy n tin mà không b tranh
  • 48. Luận văn thạc sĩ khoa học 47 chấp, nó thực hiện đồng bộ hóa này bằng gói tin thông báo beacon. Bảo mật: gán các thông tin bảo mật vào gói tin và gửi xuống tầng dưới Định tuyế ể đ đ ố ể n, giúp gói tin có th đến được úng ích mong mu n. Có th nói rằng thuật toán của ZigBee là thuật toán định tuyến phân cấp sử dụ ả ng b ng định tuy i ến phân cấp tố ư ụ ừ ợ ợ u được áp d ng t ng trường h p thích h p Dịch vụ bả ậ o m t Khi khung tin tầng MAC cần được bảo mật, thì ZigBee sử dụ ị ụ ng d ch v bảo m t c ậ ủa tầng MAC để bả ệ ệ o v các khung l nh MAC, các thông tin báo hiệu beacon, và các khung tin xác nhận Ack. Đối với các bản tin chỉ phải chuyển qua một bước nh n, ảy đơ tức là truyề ự ế ừ ạ ạ ậ ủ n tr c ti p t nút m ng này đến nút m ng lân c n c a nó, thì ZigBee chỉ cầ ử n s dụ ả ng khung tin b o mật MAC để mã hóa bảo vệ thông tin. Nhưng đối với các bả ả n tin ph i chuyển gián tiếp qua nhiều nút mạng mới tới được đ ầ ả ờ ầ ạ ệ ả ích thì nó c n ph i nh vào t ng m ng để làm công vi c b o mậ ầ đ ề t này. T ng i u khiển dữ liệu MAC sử dụ ậ ẩ ấ ng thu t toán AES (chu n mã hóa cao c p). Nói chung thì tầng MAC là một quá trình mã hóa, nhưng công việc thiết lập các khóa key, chỉ ra mức độ bả ậ o m t, và đ ề i u khiển quá trình mã hóa thì lại thuộc về ầ các t ng trên. Khi tầng MAC phát hoặc nhận một khung tin nào đó được bảo mật, đầu tiên nó sẽ kiểm tra địa chỉ đích hoặc nguồn của khung tin đó, tìm ra khóa kết hợp với địa chỉ đích hoặc địa chỉ nguồn, sau đó sử dụng khóa này để xử lý khung tin theo qui trình bảo mật mà cái khóa đó qui định. Mỗi khóa key được kế ợ t h p với mộ ả t qui trình b o mật đơ đầ n lẻ Ở . u mỗ ủ ỉ i khung tin c a MAC luôn có 1 bit để ch rõ khung tin này có được bảo mật hay không. Khi phát một khung tin, mà khung tin này yêu cầu cần được b v ảo toàn nguyên ẹn. Khi đó phần đầu khung và phần tải trọng khung MAC sẽ tính toán cân nhắc để tạo ra mộ ẹ t trường mã hóa tin nguyên v n (MIC- Message Integrity) phù hợp, MIC gồ ả m kho ng 4, 8 hoặc 16 octets. MIC sẽ được gán thêm vào bên phải phần tải trọng của MAC. Khi khung tin phát đ đ i òi hỏi phải có độ tin cậy cao, thì biện pháp được sử dụng để mã hóa thông tin là số chuỗi và số khung sẽ được gán thêm vào bên trái
  • 49. Luận văn thạc sĩ khoa học 48 phần tả ọ i tr ng khung tin MAC. Trong khi nhận gói tin, nếu phát hiện thấy MIC thì lập tức nó sẽ ể ki m tra xem khung tin nào bị mã hóa để giải mã. Cứ mỗ ộ i khi có m t bản tin gửi đi thì thiết bị phát sẽ tă ố ế ị ậ ẽ ng s đếm khung lên và thi t b nh n s theo dõi căn cứ vào số này. Nhờ vậ ế ư y n u nh có mộ ả ố đ ị t b n tin nào có s đếm khung tin ã b nhận dạng một l t b ần thì thiế ị nhận sẽ bậ ờ ỗ ả t c báo l i b o mậ ộ ủ ầ t. B mã hóa c a t ng MAC dựa trên ba trạng thái của hệ thống. - Để bả ẹ ử ụ ớ ộ o đảm tính nguyên v n: Mã hóa s d ng AES v i b đếm CTR - Để bả ậ ử ụ ớ o đảm tính tinh c y : Mã hóa s d ng AES v i chuỗ ố i kh i mã CBC-MAC - Để đảm bả ậ o tính tin c y cũng như ẹ nguyên v n củ ả a b n tin thì kế ợ ả t h p c hai trạng thái CTR và CBC-MAC trên thành trạng thái CCM. Tầng mạng cũng sử dụ ẩ ớ ầ đ ề ng chu n mã hóa AES. Tuy nhiên khác v i t ng i u khiển dữ liệu MAC, bộ mã hóa của tầng mạng làm việc dựa trên trạng thái CCM* c a h ủ ệ thống. Trạng thái này thực chất là sự cả ừ ủ ầ i biên t CCM c a t ng MAC, nó thêm vào chuẩn mã hóa này các chức năng là chỉ mã hóa tính tin cậy và chỉ mã hóa tính nguyên vẹn. Sử dụ ả ữ ệ ng CCM* giúp làm đơn gi n hóa quá trình mã hóa d li u của tầng mạng, các chuỗi mã hóa này có thể dùng lại khóa key của chuỗi mã hóa khác. Như ậ v y thì khóa key này không hoàn toàn còn là ranh giới của các chuỗi mã hóa nữa. Khi tầ ạ ng m ng phát hoặc nhận một gói tin được mã hóa theo qui ước bởi nhà cung cấp d ki ịch vụ ẽ , nó s ểm tra địa chỉ ngu n ho ồ ặc đích của khung tin để tìm ra khóa key liên quan tới địa chỉ đó, sau đó sẽ áp dụng bộ mã hóa này giải mã hoặc mã hóa cho khung tin. Tương tự như quá trình mã hóa tầng MAC, việ đ ề c i u khiển quá trình mã hóa này được thực hiện bởi các tầng cao hơn, các số đếm khung và MIC cũng được thêm vào để mã hóa khung tin. Định tuyến Trong ZigBee/ IEEE802.15.4 sử dụ ậ ọ ấ ng thu t toán ch n đường có phân c p nhờ xét các phương án tối ưu. Khởi đ ể i m của thuật toán định tuyến này chính là thuật toán miền công cộ đ ng ã được nghiên cứu rất kỹ có tên là AODV (Ad hoc On
  • 50. Luận văn thạc sĩ khoa học 49 Demand Distance Vector) dùng cho những mạng có tính chất tự tổ ứ ch c và thuật toán hình cây của Motorola. AODV đơn thuần chỉ là thuật toán tìm đường theo yêu cầ ạ u trong m ng ad hoc (một mạng tự tổ ứ ể ể ư ữ ạ ế ch c). Có th hi u nh sau, nh ng nút trong m ng n u không nằm trong tuyến đường truyền tin thì không duy trì thông tin nào về tuyến đường truyề ũ ế ỳ ỹ n và c ng không tham gia vào quá trình định tuy n theo chu k . Nói k hơn nữa, một nút mạ ứ ă ự ng không có ch c n ng t định tuyế ư ữ ế n và l u tr tuy n đường tói một nút mạ ả ạ ng khác cho đến khi c hai nút m ng trên liên lạ ớ ừ c v i nhau, tr trường hợp những nút mạng cũ đề nghị dị ụ ư ộ ạ ể ế ữ ạ ch v nh là m t tr m chuy n ti p để gi liên l c giữa hai nút mạng khác. Mục đích đầu tiên của thuật toán là chỉ phát quảng bá các gói tin dò đường khi cần thiết hoặc khi có yêu cầu, việc làm này để phân biệt giữa việc quản lý liên lạc cục bộ vớ ệ ả ả ứ ạ ả i vi c b o qu n giao th c liên l c chung và để phát qu ng bá thông tin về sự ế ụ thay đổi trong liên k t c c bộ tớ ữ ậ ữ ầ i nh ng nút di động lân c n (là nh ng nút c n thông tin để cập nhật). Khi một nút nguồn cầ ế n để k t nố ớ ồ i t i nút khác, mà nút ngu n không chứa thông tin về thông tin tuyến đường tới nút đó, như vậ ộ y m t quá trình tìm đường được thiết lập. 2.2.3.4. Tầng ứng dụng. Lớp ứng dụng của ZigBee/IEEE802.15.4 tương ứng với các tầng phiên, trình diễn và ứng dụng trong mô hình OSI 7 tầng. Trong ZigBee/IEEE 802.15.4 thì chức năng của tầng Application Framework là: - Dò tìm ra xem có nút hoặ ế c thi t bị đ nào khác ang hoạt động trong vùng phủ sóng của thiết bị đ ạ ang ho t động hay không. - Duy trì kế ố t n i, chuyển tiếp thông tin giữa các nút mạng. Chức năng của tầng Application Profiles là: - Xác định vai trò của các thiết bị trong mạng. (thiết bị đ ề i u phối mạng, hay thiết bị ố đầu cu i, FFD hay RFD….)
  • 51. Luận văn thạc sĩ khoa học 50 - Thiết lập hoặc trả lời yêu cầu kết nối. - Thành lậ ố ệ ữ p các m i quan h gi a các thiết bị ạ m ng. Chức năng của tầng Application là th c hi ự ện các chức nă ả ấ ng do nhà s n xu t qui định (giao diện…) để bổ sung thêm vào các chức năng do ZigBee qui định. 2.3. Hệ đ ề i u hành cho mạng cảm biến không dây. WSN có thể được dùng để giám sát, đ ề i u khiển môi trường vật lý trong điều ki n ện mà việc đ ề i u hành gặp khó khăn hay không khả thi. Với sự tích hợp cảm nhậ thông tin, tính toán và liên lạc không dây, những thiết bị này có thể cả ậ ệ m nh n hi n tượng vật lý, tiền xử lý thông tin và chia sẻ thông tin đã xử lý với các nút lân cận. Thông tin thường là dòng đơn hướng từ node cảm biến về trạm gốc. Tại một thời đ ể ộ ạ ỉ ệ i m, m t m ng WSN không ch là h cơ ở ữ ệ s d li u mà còn là một mạ ạ ế ề ng h n ch v tài nguyên với hầu hết các chức nă ạ ậ ng m ng, vì v y chúng thường được dùng để giám sát sự kiện và thu thập d ki ữ liệu. Do đó, môi trường là hướng sự ện và dữ liệu trung tâm. Mạng WSN là dạ ệ ng đặc bi t của hệ ố ạ ố ự ệ th ng m ng phân b tương t các h thống cơ sở dữ ệ ờ li u, th i gian thực hệ thố ự ứ ng nhúng. S khác nhau trong các ng dụng của mạng WSN về chức năng cảm biến, tần số vi xử lý, kích thước bộ nhớ và b i ăng thông thu phát. Mặc dù các nút cảm biến có nhiều đ ểm khác nhau nhưng về cấu trúc phần cứng thì cơ bả ố ả ế ử ề ẫ n là gi ng nhau: c m bi n + x lý + truy n d n + pin. Do đó, phần cứng của các cảm biến phải được sắp xế ệ ố ạ p sao cho h th ng ho t động chính xác và hiệu quả. Mỗi nút cảm biến cần một hệ đ ề i u hành (Operating System – OS) để có thể đ ề i u khiển phần cứng, cung cấp sự tương tác vớ ầ ề i các ph n m m và lấp đầy chỗ trống giữa ứng dụng và phần cứng. H i ệ đ ều hành truyền thống hoạt động giữa phần mềm ứng dụng và phần cứng thường được thiết kế cho trạ ệ ớ ớ m làm vi c và máy tính cá nhân v i lượng l n tài nguyên. Các hệ đ ề i u hành truyền thống gồm các chương trình quản lý tài nguyên, đ ề ể ế ị ạ ấ ự ầ ề ầ i u khi n các thi t b ngo i vi và cung c p s tác động ph n m m đến các ph n m i ềm ứng dụng. Các chức năng hệ đ ều hành truyền thống là quản lý việc xử lý, bộ
  • 52. Luận văn thạc sĩ khoa học 51 nhớ, CPU, các file hệ thố ế ị ệ đ ề ư ng và các thi t b . H i u hành nh vậ ợ y không phù h p cho mạng WSN vì WSN có tài nguyên hạn chế và ứng dụng rộng, cấu hình đa dạng. WSN cần một dạng hệ đ ề i u hành mới, xem xét đến các đặc đ ể i m riêng của mạng. Có nhiều vấn đề để xem xét khi thiết kế hệ đ ề ạ ả ế i u hành cho m ng c m bi n không dây: - Hệ đ ề i u hành c n qu ầ ản lý và lên kế hoạch cho việc xử lý. - Vấn đề quản lý bộ nhớ. - Kiểu chế độ nhân (Kernel). - Giao tiếp chương trình ứng dụng (API). - Cập nhật mã và lập trình lại. - Node không có bộ lư ữ đ ệ đ ề ể u tr ngoài, do ó h i u hành cho WSN không th có file hệ thống H i ệ đ ều hành cho cảm biến cần cung cấp các chức năng sau: - Kích thước nén nhỏ vì nút cảm biến có dung lượng bộ ớ ỏ nh nh - Cung cấp theo thời gian thực vì có các ứ ụ ờ ự ng d ng th i gian th c - Kỹ thuật quản lý tài nguyên hiệu quả để phân thời gian cho vi xử lý và hạn chế bộ nhớ. - Phân phối mã tin cậy và hiệu qu ng th ả vì các chức nă ực thi bởi các nút cảm biến có thể phải thay đổi sau khi thiết lậ ệ ố p h th ng. - Quản lý công suất giúp kéo dài thời gian sống và cải thiện chất lượng hệ thống. - Cung cấp giao diện lập trình chung cho các phần mềm của cảm biến hay phần mềm ứng dụng. Đ ề i u này cho phép truy cập và đ ề i u khiển phần cứng trực tiếp để tố ư ự ệ ố i u th c thi h th ng.
  • 53. Luận văn thạc sĩ khoa học 52 Tiny OS TinyOS là hệ đ ề i u hành sử dụng trong WSN do Trường đại học Berkeley nghiên cứu và phát triển. TinyOS sử ụ d ng cơ chế đ ậ ử ụ a truy c p S-MAC, s d ng ngôn ngữ nesC. Truyền thông trong mạng sử dụ ạ ề ề ặ ng TinyOS là d ng truy n nhi u ch ng (multihop). TinyOS có kích thước nhỏ, mã nguồn m ki ở, dùng mô hình hướng sự ện, với bộ lậ ị ả đ ề ể ử ề ụ p l ch đơn gi n cho phép vi i u khi n x lý nhi u tác v song song trong sự hạ ế n ch về ớ ử tài nguyên tính toán và không gian nh . TinyOS s dụ ộ ng b lậ ị p l ch thao tác kiể ế ố ề ẻ ữ ầ ứ ứ ụ u FIFO k t n i m m d o gi a ph n c ng và các ng d ng. TinyOS cung cấp giao diện mạng tiện dụng, dùng mô hình truyền thông Active Message (AM), phổ biến và hiệu quả trong tính toán song song hiệu năng cao. TinyOS do vậy, đã tạo ra khả năng giao tiếp mạnh cho các nút mạng trong WSN. Các thuận lợi khi sử ụ d ng Hệ đ ề i u hành TinyOS: - Hệ đ ề đ ỏ ữ ệ ỏ i u hành TinyOS òi h i ít mã, lượng d li u nh - Các sự kiện truyền một các nhanh chóng, tốc độ thực thi nhanh - Thiết kế dạng module hiệu quả - H i ệ đ ều hành TinyOS cho phép phần mềm ứng dụng truy cập trực tiếp khi được yêu cầu. Mate Mate được thiết kế ệ ộ ộ để làm vi c phía trên TinyOS. Mate là m t b dịch byte- code nhằm tạo cho Tiny OS có thể dùng được với những người lập trình không thạo và cho phép lập trình nhanh chóng và hiệu quả. Mate thực hiện giao thức định tuyến ad-hoc dạng beconless và có khả nă ứ ế ớ ng để cài đặt giao th c định tuy n m i. Mate được sử ụ ư d ng nh công cụ để quản lý và đ ề i u khiển mạng cảm biến. Magnet OS Magnet OS là hệ đ ề i u hành thích nghi phân bố được thiết kế đặc biệt cho ứng dụng bảo toàn nă ệ đ ề ũ ấ ỹ ậ ng lượng. Các h i u hành khác không c ng c p k thu t thích ứ ạ ộ ứ ự ệ ả ụ đ ủ ng m ng r ng, cách th c để xây d ng tài nguyên node hi u qu . M c ích c a
  • 54. Luận văn thạc sĩ khoa học 53 Magnet OS mang là thích ứng với tài nguyên lớp dưới, hiệ ả u qu bả ả ă o qu n n ng lượng, cung cấp khả năng mở rộng cho các mạng lớn Mantis Mantis là hệ đ ề i u hành nhúng đa luồng với phần cứng single-board cho phép thiết lập các ứng dụng nhanh chóng và dễ dàng, đem lại thuận lợi cho người lập trình. MANTIS dùng cấ đ ồ ớ ổ đ ể u trúc a lu ng phân l p c i n và ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn. Ngoài ra còn có các hệ i đ ều hành khác cho WSN như OSPM, EYES OS, SenOS, ....
  • 55. Luận văn thạc sĩ khoa học 54 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH KHÔNG GIAN THÔNG MINH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG XẾP HÀNG TỰ ĐỘNG TRONG CÁC NGÂN HÀNG DỰA TRÊN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 3.1. Giới thiệu về ệ h thống xếp hàng tự động. Hệ thống xếp hàng tự động hay còn gọi là hệ ố ế ự ệ th ng rút phi u t động, h thống này rất thích hợp cho các phòng bán vé, dịch vụ công cộng, nhà ga, sân bay, bến xe, trường học, bệnh viện, ngân hàng. Những lợi ích mà hệ thống xếp hàng tự động mang lại: Đối với khách hàng: Khách hàng sẽ thuận lợi hơn nhiều trong việc giao dịch. Khách hàng chỉ cần đế đồ n máy chọ ị ọ ạ ị ầ n giao d ch để ch n lo i giao d ch mình c n ng thờ ấ ố i l y s phiế ứ u th tự là có thể an tâm vào khu vực chờ hay làm các công việc riêng khác và đợ đế i n phiên mình được phục vụ. Ngoài ra, trên vé thứ tự ể ờ có th cài đặt in th i gian đợi trung bình, giúp khách hàng định lượng được thời gian và công việc… Khi đến lượt, hệ thống sẽ gọ ằ ế ệ ế ả i b ng loa (ti ng Vi t, ti ng Anh, hay c hai) và thông báo trên các bả đ ệ ử ờ đ ầ ầ ế ng i n t để m i đến úng qu y c n thi t. Khách hàng không còn phải đứng xếp hàng, chen lấ ụ n để được ph c vụ. Quá trình giao dịch sẽ văn minh lịch sự tạ ả ả ả o c m giác tho i mái cho c khách hàng và nhân viên ngân hàng. Đối với những khách hàng quen thuộc hoặc khách VIP, họ sẽ cảm thấy thoải mái hơn khi được ưu tiên phục vụ khi đến giao dịch Quá trình phục vụ sẽ ơ ắ ầ nhanh h n do nhân viên ngân hàng n m được yêu c u của khách hàng trước khi giao tiếp, không phải trả lời các thắc mắ ơ ả c c b n. Đối vớ ụ ụ i nhân viên ph c v : Nhân viên sẽ có được môi trường làm việ ố ơ ộ ỉ ả c t t h n, trong m t lúc ch ph i phục vụ mộ ề ũ ư ả t khách hàng, không có nhi u người vây quanh c ng nh không ph i giải quyế ệ t vi c chen lấn của khách hàng. Nhân viên sẽ làm việc nhanh hơn, hiệu quả hơ đ n do ã nắm trước được các yêu cầu của khách hàng, không phải tốn thời gian và công sức mời khách hàng đến giao dịch.