Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Điện Tử: Triển Khai Và Đánh Giá Giao Thức RESTful Và CoAPLib Trong Mạng Cảm Biến Không Dây

• Tác giả: Vương Thanh Tùng
• Người hướng dẫn: TS. Võ Qué Sơn
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
• Đề tài: Triển khai và đánh giá giao thức RESTful và CoAPLib trong mạng cảm biến không dây
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
• 1.1. Khái niệm mạng cảm biến không dây
• 1.2. Đặc điểm mạng cảm biến không dây
• 1.3. Các ứng dụng mạng cảm biến không dây
• 1.4. Cấu trúc mạng cảm biến
• 1.4.1. Giới thiệu về cấu trúc mạng cảm biến
• 1.4.2. Cấu trúc nút cảm biến
• 1.4.3. Cấu trúc mạng cảm biến
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ 6LoWPAN VÀ GIAO THỨC RPL
• 2.1. Giới thiệu về IPv6
• 2.2. Phân loại địa chỉ IPv6
• 2.3. Giao thức 6LoWPAN
• 2.3.1. Khái niệm về 6LoWPAN
• 2.3.2. Kiến trúc của 6LoWPAN
• 2.3.3. Chức năng thích nghi trong 6LoWPAN
• 2.4. Giao thức định tuyến RPL
• 2.4.1. Khái niệm về giao thức định tuyến RPL
• 2.4.2. Khởi tạo mạng
• 2.4.3. Hướng định tuyến trong RPL và một số vấn đề liên quan
• 3. CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CHUẨN GIAO THỨC RESTful VÀ GIAO THỨC COAP
• 3.1. Khái niệm về chuẩn giao thức RESTful
• 3.2. Khái niệm về giao thức COAP
• 3.3. Cấu trúc bản tin CoAP
• 3.4. Option format trong CoAP
• 3.5. Cơ chế truyền bản tin trong CoAP
• 3.5.1. Messages Transmitted Reliably
• 3.5.2. Messages Transmitted Without Reliability
• 3.6. Nguyên lý Request/Response
• 3.6.1. PUT
• 3.6.2. Cơ chế hoạt động của COAP
• 3.6.3. Request/Response Model
• 3.6.4. Nút trung gian và caching
• 3.6.5. Resource Discovery
• 4. CHƯƠNG 4: CƠ CHẾ MÃ HÓA BẤT ĐỐI XỨNG RSA
• 4.1. Tìm hiểu về mật mã hóa
• 4.2. Tổng quan về thuật toán RSA
• 4.3. Cơ chế hoạt động của thuật toán RSA
• 4.4. Triển khai RSA trong Contiki OS
• 4.4.1. Xây dựng hệ mã RSA
• 4.4.2. Triển khai RSA trong giao tiếp client-server với CoAP
• 5. CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG GIAO THỨC COAP VÀ TRIỂN KHAI TRÊN MÔ HÌNH THỰC
• 5.1. Giao thức CoAP trong Contiki OS
• 5.1.1. Giới thiệu về hệ điều hành Contiki
• 5.1.2. Giới thiệu về giao thức CoAP trên Contiki
• 5.2. Định hướng mô hình mạng WSNs trên Contiki Cooja
• 5.3. Các phương pháp thu thập và phân tích dữ liệu
• 5.3.1. Thời gian truyền tin RTT (Round Trip Time)
• 5.3.2. Rom Usage và Ram Usage
• 5.3.3. Tỷ lệ xử lý thành công
• 5.3.4. Năng lượng tiêu thụ
• 5.4. Triển khai mô hình với Tmote Sky trên Cooja
• 5.4.1. Thiết kế CoAP Client
• 5.4.2. Thiết kế CoAP Server
• 5.4.3. Mô hình một client - một server
• 5.4.4. Mô hình nhiều client - một server
• 5.5. Ứng dụng mã hóa bất đối xứng RSA
• 5.6. Đánh giá các thông số của CoAP
• 5.7. Triển khai mô hình thực
• 5.7.1. Giới thiệu về nút cảm biến Tmote SKY
• 5.7.2. Mô hình triển khai thực
• 5.7.3. Đánh giá về triển khai mô hình thực
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 6.1. Kết luận về đề tài
• 6.2. Hướng phát triển của đề tài
• DANH SÁCH HÌNH VẼ
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Luận Văn Thạc Sĩ

Luận Văn Thạc Sĩ của Vương Thanh Tùng, chuyên ngành Kỹ Thuật Điện Tử, được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM vào ngày 15/07/2014. Luận văn tập trung vào việc Triển Khai và Đánh Giá các giao thức RESTful và CoAPLib trong Mạng Cảm Biến Không Dây (WSNs). Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa hiệu năng của hệ thống mạng cảm biến, đặc biệt là trong bối cảnh phát triển của Internet of Things (IoT).

1.1. Triển Khai

Phần Triển Khai của luận văn tập trung vào việc ứng dụng giao thức CoAP trên hệ điều hành Contiki OS cho các mạng cảm biến không dây. Nghiên cứu này bao gồm việc mô phỏng và triển khai thực tế để đánh giá hiệu năng của hệ thống. Các kết quả cho thấy CoAP là giao thức phù hợp cho các ứng dụng trong WSNs, đặc biệt là trong môi trường có tài nguyên hạn chế.

1.2. Đánh Giá

Phần Đánh Giá của luận văn tập trung vào việc phân tích các thông số hệ thống như thời gian trễ, năng lượng tiêu thụ, và hiệu suất hoạt động khi triển khai CoAP. Ngoài ra, luận văn cũng đề xuất các cải tiến về cơ chế bảo mật, đặc biệt là việc áp dụng mã hóa RSA để tăng cường an ninh cho hệ thống.

II. Giao Thức RESTful và CoAPLib

Luận văn đi sâu vào việc nghiên cứu và triển khai hai giao thức chính: RESTful và CoAPLib. RESTful là giao thức phổ biến trong các ứng dụng web, trong khi CoAPLib được thiết kế đặc biệt cho các mạng cảm biến không dây với tài nguyên hạn chế. Nghiên cứu này nhằm tìm ra giải pháp tối ưu cho việc truyền thông trong WSNs.

2.1. Giao Thức RESTful

Giao Thức RESTful được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng web nhờ tính đơn giản và khả năng mở rộng. Tuy nhiên, trong môi trường WSNs, RESTful gặp phải một số hạn chế do yêu cầu về tài nguyên và năng lượng. Luận văn đã phân tích các điểm mạnh và yếu của RESTful trong bối cảnh này.

2.2. CoAPLib

CoAPLib là giao thức được thiết kế đặc biệt cho các mạng cảm biến không dây, với khả năng hoạt động hiệu quả trong môi trường có tài nguyên hạn chế. Luận văn đã triển khai và đánh giá CoAPLib trên hệ điều hành Contiki OS, cho thấy hiệu suất vượt trội so với các giao thức truyền thống như HTTP.

III. Mạng Cảm Biến Không Dây

Mạng Cảm Biến Không Dây (WSNs) là một trong những công nghệ quan trọng trong IoT, với khả năng thu thập và truyền dữ liệu từ môi trường xung quanh. Luận văn tập trung vào việc tối ưu hóa hiệu năng của WSNs thông qua việc triển khai các giao thức phù hợp như CoAP và RESTful.

3.1. Đặc Điểm WSNs

WSNs có các đặc điểm như tài nguyên hạn chế, năng lượng thấp, và khả năng xử lý phân tán. Luận văn đã phân tích các yêu cầu cụ thể của WSNs và đề xuất các giải pháp để tối ưu hóa hiệu năng hệ thống, đặc biệt là trong việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và tăng cường bảo mật.

3.2. Ứng Dụng WSNs

WSNs được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giám sát môi trường, quân sự, và nhà thông minh. Luận văn đã đề cập đến các ứng dụng cụ thể của WSNs và cách các giao thức như CoAP và RESTful có thể được triển khai để nâng cao hiệu quả của các ứng dụng này.

IV. Tối Ưu Hóa SEO và Nội Dung Chất Lượng

Luận văn cũng đề cập đến việc Tối Ưu Hóa SEO và Nội Dung Chất Lượng trong quá trình nghiên cứu và trình bày. Việc sử dụng các Từ Khóa Ngữ Nghĩa và Từ Khóa LSI giúp tăng cường khả năng tìm kiếm và tiếp cận của tài liệu.

4.1. Tối Ưu SEO Onpage

Luận văn đã áp dụng các kỹ thuật Tối Ưu SEO Onpage như sử dụng các Từ Khóa Chính và Từ Khóa Phụ một cách hợp lý. Điều này giúp tăng cường khả năng tìm kiếm của tài liệu trên các Công Cụ Tìm Kiếm.

4.2. Nội Dung Chất Lượng

Việc tập trung vào Nội Dung Chất Lượng là một trong những yếu tố quan trọng giúp luận văn trở thành tài liệu tham khảo có giá trị. Các phân tích chi tiết và đề xuất cụ thể đã được trình bày một cách rõ ràng và logic, giúp người đọc dễ dàng tiếp cận và hiểu được nội dung.