Luận Văn Mạng cảm biến không dây -WSNs, đặc điểm lớp vật lý

MỤC LỤC
MỤC LỤC . .3
DANH MỤC HÌNH VẼ . 5
MỞ ĐẦU . 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KHÔNG DÂY . 7
1. 1 Giới thiệu về mạng cảm không dây . .7
1.1.1 Các chỉ tiêu của mạng không dây . . 7
1.1.2 Các yêu cầu của nút mạng: . 9
1.1.3 Nền tảng vi cảm ứng . . 11
1.1.4 Kiến trúc WSN và giao thức Stack . . 14
1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến WSN . 1 7
1.2.1 Hạn chế về phần cứng . 17
1.2.2 Khả năng chịu lỗi . . 19
1.2.3 Khả năng mở rộng . 20
1.2.4 Chi phí sản xuất . . 20
1.2.5 Cấu trúc mạng WSN . . 20
1.2.6 Phương tiện truyền . . 21
1.2.7 Năng lượng tiêu thụ . . 22
1.3 Ứng dụng của WSN . 2 8
1.3.1 Ứng dụng về quân đội . . 29
1.3.2 Ứng dụng về môi trường . 29
1.3.3 Ứng dụng về y tế . 29
1.3.4 Ứng dụng về nhà . 30
1.3.5 Ứng dụng về công nghiệp . . 30
CHƯƠNG 2: LỚP VẬT LÝ . 3 1




2.1 Công nghệ tần vật lý . .31
2.1.1 RF . . 31
2.1.2 Kỹ thuật khác . . 32
2.2 Tổng quan truyền thông không dây RF . .3 4
2.3 Mã kênh . .3 6
2.4 Cách điều chế . .39
2.4.1 FSK . . 40
2.4.2 QPSK . . 41
2.4.3 Nhị phân và điều chế M-ary . . 41
2.5 Hiệu ứng kênh Wireless . 4 3
2.6 Các tiêu chuẩn của lớp vật lý . 43
2.6.1 IEEE 802.15.4 . 43
2.6.2 Existing Transceivers . . 45
CHƯƠNG 3: BÀI TẬP ỨNG DỤNG . .4 6
3.1 Tổng quan về năng lượng . 4 6
3.2 Những nguyên nhân gây lãng phí năng lượng . .46
3.3 Các phương pháp tiết kiệm điện năng . 4 6
3.4 Ví dụ minh họa . .47
3.5 Kết luận . .49
KẾT LUẬN . .5 0
TÀI LIỆU THAM KHẢO . .5 1





MỞ ĐẦU
Ngày nay dưới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và
công nghệ thông tin nói riêng thì mạng cảm biến không dây (WSN) ra đời như một
tất yếu . Hiện nay, WSN đang được ứng dụng rất nhiều trong đời sống hàng ngày, y
tế, kinh doanh, quân đội .Tuy nhiên, mạng cảm biến không dây đang phải đối mặt
với rất nhiều thách thức, một trong những thách thức lớn nhất trong mạng cảm biến
không dây là nguồn năng lượng bị giới hạn. Sức mạnh của WSN nằm ở chỗ khả
năng triển khai một số lượng lớn các thiết bị nhỏ có khả năng tự thiết lập cấu hình
của hệ thống.
Một trong những ưu điểm lớn của mạng không dây WSN là chi phí triển khai
và lắp đặt được giảm thiểu, dễ dàng lắp đặt vì kích thước nhỏ gọn, dễ sử dụng, khả
năng hoạt động chính xác tương đối tốt giá thành rẻ và đa chức năng. Mạng có thể
được mở rộng theo ý muốn và mục đích sử dụng của WSN trong từng hoàn cảnh cụ
thể mà con người muốn.
Để hiểu WSN về cấu trúc cũng như cách hoạt động một cách đầy đủ và trọn
vẹn có thể sẽ mất rất nhiều thời gian. Trong cuốn đề tài này, em xin trình bày một
phần nhỏ trong của WSN, đó là “Mạng cảm biến không dây -WSNs, đặc điểm lớp
vật lý”.
Nội dung cuốn đề tài gồm có:
Chương 1 giới thiệu tổng quan mạng cảm
biến không dây(WSN), bao gồm giới thiệu toàn diện về WSN( nền tảng cảm biến và
các kiến trúc mạng), các ứng dụng hiện có, các thiết kế quan trọng và khó khăn của
WSN hiện nay.
Chương 2 sẽ đi sâu vào nghiên cứu lớp vật lý của WSNs, bao gồm
công nghệ lớp vật lý, đặc điểm truyền thông không dây và các tiêu chuẩn hiện có tại
các lớp vật lý WSN.
Chương 3 chúng ta sẽ đi làm một bài tập nhỏ để khảo sát năng
lượng của nút mạng.