Đồ Án Cải thiện khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng của mạng cảm biến WSN bằng phần mềm nhúng

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu các hệ thống mạng thông tin được
phát triển mạnh mẽ. Ngày nay dưới sự phát triển rất mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật
nói chung và công nghệ thông tin nói riêng, mạng cảm nhận không dây ra đời là một
trong những thành tựu cao của công nghệ chế tạo và công nghệ thông tin. Một lĩnh vực
nổi bật của mạng cảm nhận không dây (Wireless Sensor Network- WSN) là sự kết hợp
việc cảm nhận, tính toán và truyền thông vào một thiết bị nhỏ. Thông qua mạng hình
lưới (mesh networking protocols), những thiết bị này tạo ra một sự kết nối rộng lớn
trong thế giới vật lý. Trong khi khả năng của từng thiết bị là rất nhỏ, sự kết hợp hàng
trăm thiết bị như vậy yêu cầu là phải có công nghệ mới.
Nhờ có những tiến bộ nhanh chóng trong khoa học và công nghệ sự phát
triển của những mạng bao gồm các cảm biến giá thành rẻ, tiêu thụ ít năng lượng và
đa chức năng đã nhận được những sự chú ý đáng kể. Hiện nay người ta đang tập
trung triển khai các mạng cảm biến để áp dụng vào trong cuộc sống hàng ngày. Đó
là các lĩnh vực về y tế, quân sự, môi trường, giao thông Trong một tương lai không
xa, các ứng dụng của mạng cảm biến sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong
cuộc sống con người nếu chúng ta phát huy được hết các điểm mạnh mà không phải
mạng nào cũng có được như mạng cảm biến.
Sức mạnh của WSN nằm ở chỗ khả năng triển khai một số lượng lớn các thiết
bị nhỏ có thể tự thiết lập cẩu hình hệ thống. Sử dụng những thiết bị này để theo dõi
theo thời gian thực, để giám sát điều kiện môi trường, để theo dõi cấu trúc hoặc tình
trạng thiết bị.
Tính chất không dây của WSN có ưu điểm mềm dẻo, giá rẻ nhưng có nhiều
thách thức cần được giải quyết. Một trong những thách thức lớn nhất đó là nguồn
năng lượng bị giới hạn, các nút mạng cảm biến lại hoạt động ngoài môi trường rất
khó nạp lại năng lượng. Trong khi đó, yếu tố chủ yếu giới hạn thời gian sống của
mạng cảm nhận là năng lượng cung cấp. Mỗi nút cần được thiết kế quản lý năng lượng
cung cấp nội bộ để tối đa thời gian sống của mạng. Trong trường hợp mạng an ninh,
mỗi nút phải sống trong nhiều năm. Một nút bị lỗi sẽ làm tổn thương hệ thống an
ninh.Hiện nay rất nhiều nhà nghiên cứu đang tập trung vào việc cải thiện khả năng sử
dụng hiệu quả năng lượng của mạng cảm biến trong từng lĩnh vực khác nhau.
Khóa luận gồm 3 chương nội dung, phần mở đầu, phần kết luận, phần
mục lục và tài liệu tham khảo.
Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây sẽ giới thiệu một cách tổng
quan về WSN, các dạng ứng dụng của WSN và đưa ra những tiêu chí đánh giá cho
WSN cũng như tiêu chí đánh giá một nút mạng cảm nhận.
Chương 2:Đặc điểm vô tuyến của mạng WSN sẽ nêu lên cấu tạo tầng vật lý của
WSN, sự biểu diễn các bít bằng cách mã hóa, mô tả các mô hình đặc tính vô tuyến
truyền nhận ra sao.
Chương 3: Điều khiển công suất truyền tương thích đặt vấn đề tìm hiểu một
giải pháp tiết kiệm năng lượng trên cơ sở điều khiển công suất phát cho từng nút
mạng, gọi là điều khiển công suất truyền tương thích - ATPC.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS. Vương Đạo Vy, Khoa Điện tử viễn thông
- Trường Đại học công nghệ - Đại học quốc gia Hà nội, người đã hướng dẫn tận tình
và giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện khóa luận này.
2