Đồ Án Định tuyến Pegasis trong mạng cảm biến không dây

MỞ ĐẦU
Ngày nay 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. Tuy nhiên mạng cảm ứng đang phải đối mặt với rất nhiều thách thức, một trong những thách thức lớn nhất đó là nguồn năng lượng bị giới hạn và không thể nạp lại. 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. Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu về mạng cảm biến, em đã lựa chọn và tìm hiểu giao thức định tuyến PEGASIS. Giao thức này cải thiện đáng kể thời gian sống của mạng cảm biến, và em quyết định chọn đề tài này làm đồ án tốt nghiệp. Nội dung đồ án gồm có 4 chương:
 Chương 1. Tổng quan về mạng cảm biến
 Chương 2. Định tuyến trong mạng cảm biến
 Chương 3. Kiến Trúc Giao Thức PEGASIS
 Chương 4. Mô Phỏng PEGASIS sử dụng NS2
Để có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, em đã được học hỏi những kiến thức quí báu từ các thầy, cô giáo của Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng trong suốt năm năm đại học. Em vô cùng biết ơn sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình của các thầy, các cô trong thời gian học tập này.
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU .
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY . 1
1.1. Giới thiệu chương 1
1.2. Cấu trúc mạng cảm biến . 1
1.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng cảm biến . 1
1.2.2. Kiến trúc giao thức mạng 6
1.2.3. Hai cấu trúc đặc trưng của mạng cảm biến . 8
1.3. Ứng dụng 11
1.3.1. Ứng dụng trong quân đội 12
1.3.2. Ứng dụng trong môi trường 13
1.3.3. Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe 14
1.3.4. Ứng dụng trong gia đình. 15
1.4. Kết luận 15
CHƯƠNG 2. ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 16
2.1. Giới thiệu chương. 16
2.2. Thách thức trong vấn đề định tuyến. 16
2.3. Các vấn đề về thiết kế giao thức định tuyến 17
2.3.1. Đặc tính thay đổi thời gian và trật tự sắp xếp của mạng. 17
2.3.2. Ràng buộc về tài nguyên. 17
2.3.3. Mô hình dữ liệu trong mạng cảm biến 17
2.3.4. Cách truyền dữ liệu . 18
2.4. Phân loại và so sánh các giao thức định tuyến . 19
2.5. Giao thức trung tâm dữ liệu 21
2.5.1. Flooding và Gossiping 21
2.5.2. SPIN 22
2.5.3. Directed Diffusion . 24
2.6. Giao thức phân cấp . 27
2.6.1. LEACH . 27
2.6.2. PEGASIS 29
2.6.3. Stat-Clustering 31
2.7. Giao thức dựa trên vị trí 31
2.7.1. GAF . 32
2.7.2. GEAR 33
2.8. Kết luận 33
CHƯƠNG 3. KIẾN TRÚC GIAO THỨC PEGASIS . 35
3.1. Giới thiệu chương 35
3.2. Giao thức PEGASIS . 35
3.2.1. PEGASIS cơ bản . 35
3.2.2. PEGASIS cải tiến 37
3.3. Mô hình năng lượng. 39
3.4. Kết luận 44
CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG PEGASIS SỬ DỤNG NS2 . 45
4.1. Giới thiệu chương 45
4.2. Công cụ mô phỏng NS2. 45
4.2.1. Tổng quan về NS2. 45
4.2.2.Kiến trúc của NS2 45
4.2.3.Đặc điểm của NS-2 47
4.2.4.Giới thiệu phần mềm NAM dùng kết hợp với NS-2 48
4.2.5. NSCRIPT 48
4.2.6. XGRAPH 48
4.3. Mô phỏng giao thức PEGASIS sử dụng NS2 49
4.3.1. Giả thiết . 49
4.3.2. Kết quả mô phỏng . 49
4.4. Kết luận chương. 53
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 57