Luận Văn Mạng cảm nhận không dây và định thời truyền không dây dữ liệu cho nút mạng Wsn

GIỚI THIỆU

Những kỹ thuật tiên tiến gần đây đã cho ta một số lượng lớn các nguồn năng lượng thấp trong tương lai.Những thiết bị cảm nhận rẻ được nhúng dầy đặc trong một môi trường vật lý,hoạt động chung trong một mạng không dây.Những ứng dụng của mạng cảm nhận không dây bao gồm vùng rất rộng lớn:quan sát môi trường sinh thái,giám định cấu trúc về sức khỏe,dò tìm các chất gây ô nhiễm môi trường,điều khiển xử lý công nghiệp,tìm đường mục tiêu trong quân sự, .
Mạng cảm biến vô tuyến (WSN) có thể hiểu đơn giản là mạng liên kết các node với nhau bằng kết nối sóng vô tuyến (RF connection) trong đó các node mạng thường là các (thiết bị) đơn giản , nhỏ gọn, giá thành thấp . và có số lượng lớn, được phân bố một cách không có hệ thống (non-topology) trên một diện tích rộng (phạm vi hoạt động rộng), sử dụng nguồn năng lượng hạn chế (pin), có thời gian hoạt động lâu dài (vài tháng đến vài năm) và có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt (chất độc, ô nhiễm, nhiệt độ .).
Các node mạng thường có chức năng sensing (sensor node): cảm ứng, quan sát môi trường xung quanh như:nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng . theo dõi hay định vị các mục tiêu cố định hoặc di động . Các node giao tiếp ad-hoc với nhau và truyền dữ liệu về trung tâm (base station) một cách gián tiếp bằng kỹ thuật multi-hop.
Lưu lượng (traffic) dữ liệu lưu thông trong WSN là thấp và ko liên tục. Do vậy để tiết kiệm năng lượng, các sensor node thường có nhiều trạng thái hoạt động (active mode) và trạng thái nghỉ (sleep mode) khác nhau. Thông thường thời gian 1 node ở trạng thái nghỉ lớn hơn ở trạng thái hoạt động rất nhiều.
Như vậy, đặc trưng cơ bản nhất để phân biệt 1 mạng cảm biến và 1 mạng wireless khác chính là giá thành, mật độ node mạng, phạm vi hoạt động, cấu hình mạng (topology), lưu lượng dữ liệu, năng lượng tiêu thụ và thời gian ở trạng thái hoạt động (active mode).
Bài luận văn sẽ tìm hiểu tổng quan về mạng cảm nhận không dây, các thủ tục điều khiển thâm nhập môi trường và thử nghiệm một giao thức MAC với phần mềm nhúng cho vi điều khiển CC1010. Với kiến thức còn hạn hẹp, thời gian nghiên cứu không dài và tài liệu tham khảo có chưa nhiều, do vậy khóa luận không tránh khỏi những sai sót. Vậy kính mong các thầy cùng các bạn sinh viên quan tâm chia sẻ đóng góp ý kiến để khóa luận được hoàn thiện.







Mục Lục

LỜI CẢM ƠN 2
GIỚI THIỆU 3
Chương 1:TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY WSN-WIRELESS SENSOR NETWORK 5
1.1 Định nghĩa. 5
1.2 Các thiết bị WSN 6
1.3 Kiến trúc nút mạng. 9
1.4 Đặc trưng và cấu hình mạng cảm nhận không dây. 10
1.5 Một số chuẩn của mạng cảm nhận không dây. 11
1.6 Ứng dụng của mạng cảm nhận không dây. 12
1.7 Yêu cầu của mạng cảm nhận không dây. 13
1.8 Mục tiêu của mạng cảm nhận không dây. 14
1.9 Ưu/nhược điểm của mạng cảm nhận không dây. 15
1.10 Đặc điểm của mạng cảm nhận không dây. 16
Chương 2:ĐIỀU KHIỂN THÂM NHẬP MÔI TRƯỜNG VÀ GIAO THỨC LẬP LỊCH NGỦ TẬP TRUNG 17
2.1 Giới thiệu giao thức MAC-Medium Access Control 17
2.2 Một số giao thức MAC truyền thống. 19
2.2.1 Giao thức Aloha. 19
2.2.2 Giao thức CSMA(Carrier Sense Medium Access) 21
2.2.3 Giao thức MACA(Medium Access Collision Avoidance) 23
2.3 Giao thức lập lịch. 24
2.3.1 Cảm ứng MAC(S-MAC) 24
2.3.2 Timeout MAC(T-MAC) 27
2.3.3 MAC hội tụ dữ liệu(D-MAC) 28
2.3.4 Lập lịch tập trung. 30
Chương 3:THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH 33
3.1 Thiết bị sử dụng trong chương trình. 33
3.2 Phần mềm nhúng. 35
3.2.1 Tổng quan về phần mềm nhúng. 35
3.2.2 Các bước cơ bản xây dựng một phần mềm nhúng. 36
3.2.3 Phần mềm nhúng viết cho CC1010. 37
3.3 Thử nghiệm chương trình-Giải thuật cho giao thức lập lịch tập trung(Polling) 40
3.4 Một số hình ảnh thử nghiệm chương trình. 43
Kết luận. 45
Tài liệu tham khảo. 47