Nghiên cứu mạng cảm biến không dây và đánh giá thông số qua thực nghiệm

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN

1.1. Cấu trúc mạng cảm biến

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng cảm biến

1.3. Kiến trúc giao thức mạng

1.4. Hai cấu trúc đặc trưng của mạng cảm biến

1.5. Cấu trúc phẳng

1.6. Cấu trúc tầng

1.7. Ứng dụng trong quân đội

1.8. Ứng dụng trong môi trường

1.9. Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe

1.10. Ứng dụng trong gia đình

2. CHƯƠNG 2: CÁC THỦ TỤC THÂM NHẬP MÔI TRƯỜNG

2.1. Các giao thức MAC truyền thống

2.1.1. Aloha và CSMA

2.1.2. Các vấn đề về nút ẩn và nút hiện

2.1.3. Thâm nhập môi trường và cảnh báo đụng độ (MACA)

2.2. Hiệu quả năng lượng trong các giao thức MAC

2.2.1. Quản lý năng lượng trong IEEE 802.2

2.2.2. Thâm nhập môi trường cảm nhận nguồn với tín hiệu (PAMAS)

2.2.3. Mức tối thiểu hoá chi phí năng lượng thu nhàn rỗi

2.2.4. Đánh thức máy thu thứ cấp

2.2.5. Mẫu lắng nghe mở đầu công suất thấp

2.2.6. Khởi động việc truyền nhận chu kỳ nhận (TICER/RICER)

2.2.7. Giao thức MAC tái cấu hình

2.2.8. Kỹ thuật lập lịch ngủ

2.2.9. Thời gian chờ đợi MAC (T-MAC)

2.2.10. MAC thu thập số liệu (D-MAC)

2.2.11. Lập lịch ngủ trễ hiệu suất (DESS)

2.2.12. Lập lịch ngủ không đồng bộ

2.2.13. Các giao thức tự do tranh chấp

2.2.13.1. MAC tình và sự khởi động (SMACS)

2.2.13.2. Lập lịch cơ bản BFS/DFS

2.2.13.3. MAC đồng bộ dành riêng

2.2.13.4. Thâm nhập môi trường thích ứng lưu lượng (TRAMA)

2.2.14. Lập lịch không tập trung

3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM ĐO KIỂM MẠNG WSN SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP LẬP LỊCH TẬP TRUNG

3.1. Mục đích và yêu cầu thực nghiệm

3.2. Yêu cầu thực nghiệm

3.3. Các thiết bị thực nghiệm

3.4. Giới thiệu VDK CC1010

3.5. Tiến hành thực nghiệm

3.5.1. Sơ đồ thực nghiệm và thuật toán

3.5.2. Đo khoảng cách D lớn nhất giữa các nút mạng để chúng có thể liên lạc được với nhau

3.5.3. Thời gian truyền nhận dữ liệu giữa nút cảm nhận và nút cơ sở

3.5.4. Đo cường độ dòng điện của các nút mạng các trạng thái: ngủ, truyền, nhận dữ liệu ở chế độ lập lịch tập trung

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về mạng cảm biến không dây và ứng dụng thực tiễn

Mạng cảm biến không dây (WSN) đã trở thành một phần quan trọng trong nhiều lĩnh vực như quân sự, y tế và môi trường. Các nút cảm biến nhỏ gọn, tiêu thụ ít năng lượng và có khả năng tự tổ chức đã mở ra nhiều cơ hội ứng dụng. Việc nghiên cứu và phát triển mạng cảm biến không dây không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn tối ưu hóa chi phí và thời gian triển khai.

1.1. Định nghĩa và cấu trúc của mạng cảm biến không dây

Mạng cảm biến không dây bao gồm nhiều nút cảm biến nhỏ, có khả năng thu thập và truyền tải dữ liệu qua kết nối không dây. Cấu trúc của mạng này thường thay đổi linh hoạt, phụ thuộc vào môi trường và yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

1.2. Các ứng dụng nổi bật của mạng cảm biến không dây

Mạng cảm biến không dây được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như giám sát môi trường, theo dõi sức khỏe bệnh nhân, và quản lý giao thông. Những ứng dụng này không chỉ giúp cải thiện chất lượng cuộc sống mà còn tăng cường an ninh và bảo vệ môi trường.

II. Thách thức trong nghiên cứu mạng cảm biến không dây

Mặc dù mạng cảm biến không dây mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đối mặt với nhiều thách thức lớn. Các vấn đề như tiêu thụ năng lượng, độ tin cậy trong truyền thông và khả năng mở rộng là những yếu tố cần được giải quyết để tối ưu hóa hiệu suất của mạng.

2.1. Vấn đề tiêu thụ năng lượng trong mạng cảm biến

Tiêu thụ năng lượng là một trong những thách thức lớn nhất trong mạng cảm biến không dây. Các nút cảm biến thường hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và không thể dễ dàng nạp lại năng lượng, do đó, việc tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ là rất quan trọng.

2.2. Độ tin cậy và khả năng mở rộng của mạng cảm biến

Độ tin cậy trong truyền thông là yếu tố quyết định đến hiệu suất của mạng cảm biến. Hơn nữa, khả năng mở rộng cũng cần được xem xét khi số lượng nút cảm biến tăng lên, điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và hiệu suất của mạng.

III. Phương pháp nghiên cứu và đánh giá mạng cảm biến không dây

Để nghiên cứu và đánh giá hiệu suất của mạng cảm biến không dây, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này không chỉ giúp phân tích hiệu suất mà còn cung cấp thông tin cần thiết để cải thiện thiết kế mạng.

3.1. Các phương pháp thí nghiệm trong nghiên cứu mạng cảm biến

Các thí nghiệm thường được thực hiện để đánh giá hiệu suất của mạng cảm biến không dây. Những thí nghiệm này bao gồm việc đo đạc khoảng cách truyền tín hiệu, thời gian truyền nhận dữ liệu và cường độ dòng điện tiêu thụ của các nút mạng.

3.2. Đánh giá thông số qua thực nghiệm

Đánh giá thông số qua thực nghiệm giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của mạng cảm biến. Các thông số như độ tin cậy, thời gian sống của nút và tiêu thụ năng lượng sẽ được phân tích để đưa ra các giải pháp tối ưu.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của mạng cảm biến

Kết quả nghiên cứu về mạng cảm biến không dây đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số kỹ thuật có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của mạng. Những ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu này đã được triển khai thành công trong nhiều lĩnh vực.

4.1. Kết quả thực nghiệm và phân tích

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa có thể giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và tăng cường độ tin cậy của mạng. Những số liệu này sẽ được sử dụng để cải thiện thiết kế mạng trong tương lai.

4.2. Ứng dụng thực tiễn từ nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng mạng cảm biến không dây có thể được áp dụng hiệu quả trong các lĩnh vực như giám sát môi trường, y tế và an ninh. Những ứng dụng này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai của mạng cảm biến không dây

Mạng cảm biến không dây đang ngày càng trở nên quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và mở rộng khả năng ứng dụng của mạng trong tương lai.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số kỹ thuật trong mạng cảm biến không dây có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và độ tin cậy của mạng. Những kết quả này sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Hướng phát triển tương lai

Trong tương lai, mạng cảm biến không dây sẽ tiếp tục được phát triển với các công nghệ mới, giúp mở rộng khả năng ứng dụng và cải thiện hiệu suất. Các nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc giải quyết các thách thức hiện tại và tối ưu hóa thiết kế mạng.

Luận văn thạc sĩ về mạng cảm biến không dây và đánh giá thông số qua thực nghiệm