Đồ Án Khai thác hệ hỗn hợp trong việc tập dữ liệu cho định tuyến mạng cảm nhận

 . 0
LỜI NÓI ĐẦU . . 2
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY . 3
1. : . 3
2. Sự khác nhau giữa WSN và mạng truyền thống . . 3
3. Cấu trúc của WSN . 3
3.1. Node cảm biến . . 4
3.1.1. Vi điều khiển . 4
3.1.2. Sensor . . 4
3.1.3. Bộ phát radio . . 4
3.2. Mạng cảm nhận . . 4
4. Động lực phát triển: . 8
5. Những thách thức của WSN . . 8
6. Ứng dụng của WSN . . 9
7. Kết luận: . . 14
-
CHƯƠNG II CÁC KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY . . 15
1. Giới thiệu : . 15
2. Thách thức trong kỹ thuật định tuyến trong WSN : . . 15
3. Các vấn đề về thiết kế giao thức định tuyến: . 15
3.1. Đặc tính thay đổi thời gian và trật tự sắp xếp của mạng . 16
3.2. Ràng buộc về tài nguyên . . 16
3.3. Mô hình dữ liệu trong mạng cảm biến . . 16
3.4. Cách truyền dữ liệu . . 17
4. Các giao thức định tuyến trong WSNs : . 19
4.1. giao thức định tuyến dữ liệu tập trung : . . 19
4.1.1. Flooding và Gossiping: . . 19
4.1.2. SPIN: . . 20
4.1.3. Directed Diffusion: . 22
4.2. giao thức định tuyến dựa vào vị : . . 25
4.2.1. GAF: . . 25
4.2.2. GEAR: . . 27
4.3. giao thức phân cấp : . 28
4.3.1. LEACH: . . 29
4.3.2. PEGASIS: . . 31
5. Kết luận: . . 33
CHƯƠNG III: KHAI THÁC HỆ HỖN HỢP TRONG VIỆC TẬP DỮ LIỆU CHO ĐỊNH TUYẾN MẠNG CẢM NHẬN -
. 34
1. Vì sao cần khai thác hệ hỗn hợp: . . 34
2. So sánh định tuyến cho Motes và Microserver . 34
3. Định tuyến dữ liệu tập trung cho lớp Mote: . . 36
3.1. Giới thiệu về lớp thiết bị Motes: . 36
3.2. Ưu nhược điểm của lớp thiết bị Motes : . . 36
3.3. Các vấn đề của cách tiếp cận định tuyến phân tán: . . 36
3.4. Phương pháp tiếp cận định tuyến dữ liệu tập trung: . 38
3.5. Giao thức định tuyến theo yêu cầu Cent Route: . . 39
4. Giao thức định tuyến cho lớp Microserver : . . 43
4.1. Giới thiệu về lớp thiết bị lớp Microserver : . . 43
4.2. Ưu nhược điểm của lớp thiết bị lớp Microserver : . . 43




4.3. Định tuyến end – to – end cho lớp Microserver: . 43
4.3.1. Kiến trúc đồng nhất và hỗn hợp: . . 44
4.3.2. Phương pháp tiếp cận: . 44
4.4. Các phương pháp tiếp cận khác của định tuyến end-to-end cho các node mạng
hai sóng radio hoạt động theo chu kỳ: . . 45
5. Kết luận: . . 46
CHƯƠNG IV - MÔ PHỎNG CENT ROUTE VÀ END TO END BẰNG PROWLER
CHẠY TRÊN NỀN MATLAB . . 47
1. Giới thiệu về chương trình mô phỏng Prowler: . . 47
2. Mô phỏng giao thức định tuyến Cent Route: . 48
2.1. Thiết lập thông số: . 48
2.2. Thiết lập mô phỏng: . 49
2.3. Đánh giá: . . 49
3. Mô phỏng giao thức định tuyến End-to-End: . . 53
3.1. Thiết lập thông số: . 53
3.2. Thiết lập mô phỏng: . 53
3.3. Đánh giá: . . 54
4. Kết luận: . . 58
KẾT LUẬN . 59
Tài liệu tham khảo . . 61
- - 1002 1




LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu các hệ thống mạng cảm nhận
được phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt là hệ thống mạng cảm nhận không dây
(wireless sensor network). Mạng cảm nhận không dây có thể bao gồm hàng
nghìn, thậm chí hàng triệu thiết bị cảm biến (sensors) thông minh, được trang bị
một bộ xử lý, một bộ nhớ dung lượng nhỏ và các cảm biến để đo ánh sáng, độ
ẩm, áp suất, nhiệt độ. Mạng cảm nhận liên hệ bằng sóng vô tuyến, tiêu thụ cực ít
năng lượng, hoạt động liên tục trong mọi điều kiện, môi trường.
Để thiết kế và thực hiện các mạng cảm nhận, nhiều vấn đề điều khiển được
đặt ra, phải được nghiên cứu, giải quyết tối ưu, phù hợp với đặc thù của mạng
cảm nhận không dây, ví dụ: điều khiển truy nhập mạng không dây, định tuyến,
điều khiển trao đổi số liệu tin cậy giữa các thiết bị cảm biến. Nghiên cứu, đánh
giá một số cơ chế điều khiển truy nhập mạng có ý nghĩa lý luận và thực tiễn.
Mục tiêu chính của đồ án này là cung cấp cái nhìn tổng quan về mạng cảm
nhận không dây; các kĩ thuật định tuyến trong mạng cảm nhận không dây; đồng
thời đi sâu và trình bày về định tuyến cho hệ hỗn hợp, hệ thống đang được ứng
dụng và phát triển trong mạng cảm nhận không dây.
Nội dung của đồ án được tóm tắt như sau:
Chương 1: Trình bày tổng quan về mạng cảm nhận không dây, kiến trúc
mạng cảm nhận, những thách thức và các lĩnh vực ứng dụng cơ bản của mạng
cảm nhận không dây.
Chương 2: Trình bày một số giao thức định tuyến phổ biến trong mạng cảm
nhận không dây.
Chương 3: Trình bày về hệ hỗn hợp, khai thác hệ hỗn hợp thông qua hai
giao thức định tuyến: giao thức định tuyến theo yêu cầu CentRoute cho thiết bị
lớp Mote và giao thức định tuyến end-to-end cho thiết bị lớp Microserver.
Chương 4: Thực hiện mô phỏng hai giao thức định tuyến Cent Route và
End-to-end bằng ngôn ngữ lập trình mô phỏng Matlab.
Mặc dù đã rất cố gắng, song bản đồ án còn những hạn chế nhất định, rất
mong nhận được những góp ý của các thầy cô cùng các bạn để bản đồ án hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
- - 1002 2