Phương pháp lấp đầy vùng phủ sóng trong mạng cảm biến không dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN

TRẦN ANH TÍN

PHƯƠNG PHÁP LẤP ĐẦY VÙNG PHỦ SÓNG
TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 8480101

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Gia Trí

ĐÀ NẴNG – 2022


i

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Trần anh Tín
Sinh ngày: 10/ 05/1980
Học viên lớp cao học MCS – K20, ngành Khoa học máy tính, – Trường Đại
học Duy Tân
Tôi xin cam đoan: Đề tài “Phương pháp lấp đầy vùng phủ sóng trong mạng
cảm biến khơng dây” là do tơi nghiên cứu, tìm hiểu và phát triển dưới sự hướng
dẫn của TS. Nguyễn Gia Trí, khơng phải sao chép từ các tài liệu, cơng trình nghiên
cứu của người khác mà không ghi rõ trong tài liệu tham khảo.
Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.

Học viên thực hiện

Trần anh Tín

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hồn thành luận văn này, đầu tiên Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến
tồn thể Q Thầy, Cơ giảng viên Trường Đại học Duy Tân đã tận tình giảng dạy,
truyền đạt những kiến thức quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá
trình học tập, nghiên cứu.

Tôi bày tỏ lịng biết ơn đến TS. Nguyễn Gia Trí đã tận tâm giảng dạy, hướng
dẫn và đưa ra những góp ý, điều chỉnh vô cùng xác thực cho luận văn, đồng thời
Quý thầy cũng cho em những lời động viên sâu sắc giúp em có những định hướng
đúng đắn để hoàn thành luận văn.

Cuối cùng Tơi gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn cùng khóa, đồng nghiệp
cùng cơ quan đã nhiệt tình hỗ trợ những thông tin, chia sẻ những kiến thức hay giúp
Tơi trong q trình thực hiện.

Trân trọng!

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................i

LỜI CẢM ƠN......................................................................................................ii
MỤC LỤC..........................................................................................................iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..........................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH, ĐỒ THỊ..........................................................................vii
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài..........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu.....................................................................................1
3. Tổng quan nghiên cứu của đề tài..................................................................2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu...............................................................................2
6. Đóng góp của đề tài......................................................................................3
7. Cấu trúc của đề tài........................................................................................3
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY.................4
1.1 Giới thiệu...................................................................................................4
1.2 Công nghệ Sensor Network........................................................................4
1.3 Phân loại mô hình cảm biến.......................................................................6

1.3.1 Loại 1(C1WSNs):..................................................................................6
1.3.2 Loại 2(C2WSNs):..................................................................................7
1.4 Tổng quan kỹ thuật WSNs.........................................................................9
1.4.1 Các thành phần cơ bản cấu trúc mạng cảm biến:.................................10
1.4.2 Quá trình phát triển mạng cảm biến:....................................................15
1.5 Ứng dụng của mạng cảm biến..................................................................16
1.5.1 Các ví dụ về ứng dụng dạng 1 WSN (C1WSN):.................................19
1.5.2 Các ví dụ về ứng dụng dạng 2 WSN (C2WSN):.................................21
1.6 Kết luận....................................................................................................25

iv

Chương 2. THUẬT TOÁN LẤP ĐẦY VÙNG PHỦ SÓNG TRONG MẠNG
CẢM BIẾN............................................................................................................. 26

2.1 Mơ hình và các định nghĩa.......................................................................27
2.2 Thuật toán LDVPS...................................................................................29

2.2.1 Giai đoạn phát hiện nút biên lỗ hổng...................................................29
2.2.2Giai đoạn vá lỗ hổng.............................................................................33
2.3 Kết luận....................................................................................................38
Chương 3. MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN LDVPS BẰNG MATLAB...........39
3.1 Thiết lập mô phỏng...................................................................................39
3.2 Kết quả mô phỏng và thảo luận................................................................39
3.3 Kết luận....................................................................................................44
KẾT LUẬN........................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Ý nghĩa
WSN Wireless Sensor Networks – Mạng cảm biến không dây
SN Sensor network – Mạng cảm biến
MANETS Mobile ad hoc network – Mạng ad hoc di động
DARPA Defense Advanced Research Projects Agency
NEMS Nanoscale electromechanical systems
IEEE Viện kỹ thuật điện và điện tử
LDVPS Coverage Hole Healing Algorithm
VFA Virtual forces algorithm

VEDGE
HEAL Hole-detection and healing algorithm
BN Beside-node – Nút cạnh
NN Neighbor node – Nút hàng xóm
HM Hole manager – Nút biên lỗ hổng
HC Hole cental – Trung tam lỗ hổng
Catelogy 1 WSN – Mơ hình kết nối đa diểm giữa các
C1WSNs
node trong mạng cảm biến khômg dây
COOPERATIVE Hợp tác
NONCOOPERATIV
Bất hợp tác
E
Catelogy 2 WSN – Mơ hình kết nối điểm-điểm hoặc đa
C2WSNs
điểm-điểm giữa các node trong mạng cảm biến khômg
Zigbee
UWB dây
Một tiêu chuẩn can mạng không dây
Ultrawideband – Giao thức truyền không dây, tầm ngắn

vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Các lĩnh vực nghiên cứu về WSNs...................................................5
Bảng 1.2: Các giao thức có thể dùng cho Lower-layer WSN..........................14
Bảng 1.3: Tóm tắt các giai đoạn phát triển mạng cảm biến.............................16

vii

DANH MỤC HÌNH, ĐỒ TH
Hình 1.1: Dạng 1 WSNs, liên kết multipoint-to-point, multihop dùng định tuyến động 6
Hình 1.2: Dạng 2 WSNs liên kết point-to-point, Star định tuyến tĩnh.......................7
Hình 1.3: Các node theo mơ hình hợp tác và bất hợp tác..........................................8
Hình 1.4: Mơ hình mạng cảm biến thơng thường....................................................10
Hình 1.5: Các thành phần trong một Node..............................................................11
Hình 1.6: Giao thức chung cho mạng cảm biến.......................................................13
Hình 1.7: Ứng dụng WSNs trong an ninh quốc gia và luật pháp.............................20
Hình 1.8: Các ví dụ về ứng dụng cảm biến trong quân sự. Các cảm biến trang bị
trên các phương tiện kỹ thuật phục vụ cho việc giám sát các hoạt động chiến trường.
................................................................................................................................. 20
Hình 1.9: Hệ tlỗ hổngng cảm biến trên các đường cao tốc......................................21
Hình 1.10: Thời gian hoạt động pin trong Bluetooth(BT) và ZigBee......................22
Hình 1.11: Các ứng dụng điều khiển.......................................................................23
Hình 1.12: Điều khiển ánh sáng trong phịng..........................................................24
Hình 1.13: Các ứng dụng trong cơng nghiệp...........................................................24
Hình 1.14: Các ứng dụng trong y khoa....................................................................25
Y
Hình 2.1: (a). Một ví dụ về triển khai cảm biến, (b). Tam giác Delaunay...............29
Hình 2.2: Ví dụ về một lỗ hổng phủ sóng tồn tại trong chu vi: đường rắn = phạm vi
cảm biến, dấu gạch ngang = chu vi..........................................................................30
Hình 2.3: Hai ví dụ về hai chu vi chứa cùng một lỗ hổng phủ sóng........................31

Hình 2.4: Hai ví dụ về hai chu vi khơng chứa cùng một lỗ hổng phủ sóng 3

viii

Hình 3.1: Triển khai SN trong các bán kính lỗ hổng khác nhau..............................39
Hình 3.2: Số lượng nút di chuyển với bán kính lỗ hổng khác nhau.........................40
Hình 3.3: Tổng khoảng cách di chuyển với bán kính lỗ hổng khác nhau................41

Hình 3.4: Tiêu thụ năng lượng của chuyển động trong bán kính lỗ hổng khác nhau....41
Hình 3.5: Triển khai SNs dưới số lượng lỗ hổng khác nhau....................................42
Hình 3.6: Số lượng nút di chuyển dưới số lượng lỗ hổng khác nhau.......................42
Hình 3.7: Tổng khoảng cách di chuyển dưới số lỗ hổng khác nhau........................43
Hình 3.8: Tiêu thụ năng lượng của chuyển động dưới số lượng lỗ hổng khác nhau 43

1

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Với sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực công nghệ thông tin, trên cơ sở

ứng dụng những thành tựa cao của công nghệ chế tạo các thiết bị điện tử đã giúp
mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Networks - WSN) trở nên ngày càng
phổ biến. Ngày nay, WSN có rất nhiều ứng dụng để giám sát không gian vật lý,
chẳng hạn như giám sát môi trường, phát hiện xâm nhập, phát hiện sinh học và
giám sát chiến trường để phục vụ lợi ích con người [1–3]. Trong các ứng dụng này,
một số lượng lớn các nút cảm biến (SN) được triển khai trên một khu vực địa lý để
phát hiện sự tồn tại hoặc xuất hiện của một sự kiện nhất định hoặc mục tiêu cụ thể.
Thông thường, mọi điểm trong vùng quan tâm (RoI) nên được phủ sóng bởi ít nhất
một SN. Tuy nhiên, mỗi SN có một phạm vi cảm biến hạn chế [4–6]. Do đó, phạm
vi cảm biến đã trở thành một yếu tố quan trọng cần xem xét khi triển khai SNs trong
WSN [7-11].

Phạm vi phủ sóng của mạng có thể bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sự phân bố hình
học của các SN được triển khai trong mạng do các ràng buộc của SN với phạm vi
cảm biến hạn chế. Nói chung, một lỗ hổng phủ sóng có thể xuất hiện ở bất kỳ đâu
trong RoI nếu tồn tại một khu vực trong RoI mà khơng phải tất cả các điểm đều
được phủ sóng bởi bất kỳ SN nào trong mạng. Việc triển khai WSN với phạm vi

cảm biến 100% (phạm vi phủ sóng tồn bộ) có thể trở nên khó khăn vì nhiều lý do,
chẳng hạn như triển khai ngẫu nhiên, sự tồn tại của các chướng ngại vật và sự cạn
kiệt năng lượng của một số SN [8–10]. Nhận thấy đây là một chủ đề quan trọng và
nhiều ý nghĩa, do vậy tôi đã lựa chọn đề tài: “Phương pháp lấp đầy vùng phủ
sóng trong mạng cảm biến khơng dây” làm luận văn tốt nghiệp.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1 Mục tiêu chung

Luận văn của tôi hướng tới việc nghiên cứu cơ bản mạng cảm biến không dây,
ứng dụng của nó và một số phương pháp lấp đầy vùng phủ sóng trong mạng cảm

2

biến khơng dây và từ đó đưa ra đề xuất thuật tốn cải thiện vùng phủ sóng bằng
phương pháp mới.
2.2. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu phương pháp lấp đầy vùng phủ sóng trong mạng cảm biến khơng
dây bằng thuật tốn hueristic.
3. Tổng quan nghiên cứu của đề tài

Để đạt được mục tiêu trên, đề tài thực hiện các nội dung sau:
- Tìm hiểu mạng cảm biến khơng dây, các ứng dụng cơ bản và các phương
pháp lấp đầy vùng phủ sóng.
- Tìm hiểu và phân tích các bài báo, cơng trình nghiên cứu liên quan.
- Đề xuất phương pháp lấp đầy vùng phủ sóng trong mạng cảm biến không
dây.
- Thực hiện mô phỏng và so sánh kết quả đạt được với các nghiên cứu khác.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1 Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các cơng trình nghiên cứu, các bài báo, tài
liệu liên quan đến WSN, có thể nói trên thế giới hiện nay cũng có khá nhiều phương
pháp lấp đầy vùng phi sóng, vì thế nhóm nghiên phải có một hướng tiếp cận tồn
diện, mang tính tổng hợp và có hệ thống các nghiên cứu đã có. Nhóm nghiên cứu
cần có sự phân tích cụ thể về điểm mạnh cũng như điểm yếu từ các phương pháp
hiện tại để đề xuất giải pháp mới phù hợp với mục tiêu của đề tài.
- Nghiên cứu về WSN.
- Phân tích đánh giá ưu nhược điểm của từng phương pháp.
- Sử dụng phần mềm mô phỏng Matlab để đánh giá các phương pháp đã đề
xuất.
4.2 Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi không gian: Đề tài thực hiện trong phạm vi mạng cảm biến không dây.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

3

- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Tìm kiếm, tổng hợp và nghiên
cứu các tài liệu về mạng WSN; các thuật tốn chọn lọc, kiến thức liên quan kỹ thuật
lập trình.

- Phương pháp thực nghiệm: Sau khi nghiên cứu phương pháp lý thuyết, xác
định vấn đề bài tốn, đề xuất mơ hình; tiến hành xây dựng và đề xuất các mơ hình;
cài đặt thử nghiệm chương trình với phần mềm mơ phỏng Matlab.

- Phương pháp so sánh và đánh giá: để phân tích đánh giá các phương pháp đề
xuất.
6. Đóng góp của đề tài

Đối với mục tiêu nghiên cứu của luận văn, tác giả đã đề xuất thực hiện những

giải pháp như sau:

- Tìm hiểu các phương pháp lấp đầy vùng phủ sóng trong mạng cảm biến.
- Đề xuất phương pháp nâng cao vùng phủ sóng bằng thuật tốn mới. Tiến
hành lập trình mơ phỏng, thực nghiệm để đánh giá hiệu quả của phương pháp đề
xuất.
7. Cấu trúc của đề tài

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, luận văn có kết cấu gồm 03
chương như sau:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
CHƯƠNG 2: THUẬT TỐN LẤP ĐẦY VÙNG PHỦ SĨNG TRONG
MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
CHƯƠNG 3: MƠ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ THUẬT TỐN

4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

1. 1 Giới thiệu.
Mạng cảm biến (sensor network) là một cấu trúc, là sự kết hợp các khả năng

cảm biến, xử lý thông tin và các thành phần liên lạc để tạo khả năng quan sát, phân
tích và phản ứng lại với các sự kiện và hiện tượng xảy ra trong môi trường cụ thể
nào đó. Mơi trường có thể là thế giới vật lý, hệ thống sinh học.

Các ứng dụng cơ bản của mạng cảm biến chủ yếu gồm thu thập dữ liệu, giám
sát, theo dõi, và các ứng dụng trong y học. Tuy nhiên ứng dụng của mạng cảm biến

tùy theo yêu cầu sử dụng cịn rất đa dạng và khơng bị giới hạn.

Có 4 thành phần cơ bản cấu tạo nên một mạng cảm biến:
- Các cảm biến được phân bố theo mơ hình tập trung hay phân bố rải
- Mạng lưới liên kết giữa các cảm biến (có dây hay vơ tuyến)
- Điểm trung tâm tập hợp dữ liệu (Clustering)
- Bộ phận xử lý dữ liệu ở trung tâm
Một node cảm biến được định nghĩa là sự kết hợp cảm biến và bộ phận xử lý,
hay còn gọi là node. Mạng cảm biến không dây (WSN) là mạng cảm biến trong đó
các kết nối giữa các node cảm biến bằng sóng vơ tuyến.
1.2 Cơng nghệ Sensor Network.
Trong mạng sensor network, cảm biến được xem như là phần quan trọng nhất
phục vụ cho các ứng dụng. Công nghệ cảm biến và điều khiển bao gồm các cảm
biến trường điện từ; cảm biến tần số vô tuyến; quang, hồng ngoại; radars; lasers; các
cảm biến định vị, dẫn đường; đo đạc các thông số môi trường; và các cảm biến phục
vụ trong ứng dụng an ninh, sinh hóa. Ngày nay, cảm biến được sử dụng với số
lượng lớn.
Mạng WSNs có đặc điểm riêng, cơng suất bị giới hạn, thời gian cung cấp năng
lượng của nguồn (chủ yếu là pin) có thời gian ngắn, chu kỳ nhiệm vụ ngắn, quan hệ
đa điểm-điểm, số lượng lớn các node cảm biến…

5

Cảm biến có thể chỉ gồm 1 hay dãy cảm biến. Kích thước rất đa dạng, từ nano
(1-100nm), meso (100-10000nm), micro (10-1000um), macro(vài mm-m)…

Do đặc tính của mạng WSNs là di động và trước đây chủ yếu phục vụ cho các
ứng dụng qn sự nên địi hỏi tính bảo mật cao. Ngày nay, các ứng dụng WSNs mở
rộng cho các ứng dụng thương mại, việc tiêu chuẩn hóa tạo sẽ tạo nên tính thương
mại cao cho WSNs.

Các nghiên cứu về WSNs có thể chia ra làm nhiều phần, các số liệu thống kê
gần đây cho ở bảng 1. 1

Bảng 1.1: Các lĩnh vực nghiên cứu về WSNs

Các nghiên cứu gần đây phát triển thông tin công suất thấp với các node xử lý
giá thành thấp và có khả năng tự phân bố sắp xếp, lựa chọn giao thức cho mạng, giải
quyết bài toán quan trọng nhất của mạng WSNs là khả năng cung cấp năng lượng cho
các node bị giới hạn . Các mơ hình khơng dây, có mạch tiêu thụ năng lượng thấp được

6

ưu tiên phát triển. Hiệu quả sử dụng công suất của WSNs về tổng quát dựa trên 3 tiêu
chí:

- Chu kỳ hoạt động ngắn
- Xử lý dữ liệu nội bộ tại các node để giảm chiều dài dữ liệu, thời gian truyền
- Mơ hình mạng multihop làm giảm chiều dài đường truyền, qua đó giảm suy
hao tổng cộng, giảm tổng cơng suất cho đường truyền.
1.3 Phân loại mơ hình cảm biến.
WSNs được phân ra làm 2 loại, theo mô hình kết nối và định tuyến mà các nodes
sử dụng:
1.3.1 Loại 1(C1WSNs):
- Sử dụng giao thức định tuyến động
- Các node tìm đường đi tốt nhất đến đích
- Vai trò của các node sensor này với các node kế tiếp như là các trạm lặp
(repeater)
- Khoảng cách rất lớn (hàng ngàn mét)
- Khả năng xử lý dữ liệu ở các node chuyển tiếp

- Mạng phức tạp

7

Hình 1.1: Dạng 1 WSNs, liên kết multipoint-to-point, multihop dùng định tuyến động
1.3.2 Loại 2(C2WSNs):

- Mơ hình đa điểm-điểm hay điểm-điểm, 1 kết nối radio đến node trung tâm
- Sử dụng giao thức định tuyến tĩnh
- 1 node không cung cấp thông tin cho các node khác
- Khoảng cách vài trăm mét
- Node chuyển tiếp khơng có khả năng xử lý dữ liệu cho các node khác
- Hệ thống tương đối đơn giản

Hình 1.2: Dạng 2 WSNs liên kết point-to-point, Star định tuyến tĩnh
Tiêu chuẩn tần số đang được áp dụng cho WSNs là IEEE 802. 15. 4. Hoạt
động tại tần số 2. 4GHz trong công nghiệp, khoa học và y học(ISM), cung cấp
đường truyền dữ liệu với tốc độ lên đến 250kbps ở khoảng cách 30 đến 200 feet.
Zigbee/IEEE 802. 15. 4 được thiết kế để bổ sung cho các công nghệ không dây như
là Bluetooth, Wifi, Ultrawideband(UWB), mục đích phục vụ cho các ứng dụng
thương mại.
Với sự ra đời của tiêu chuẩn Zigbee/IEEE 802. 15. 4, các hệ thống dần phát

8

triển theo hướng tiêu chuẩn, cho phép các cảm biến truyền thơng tin qua kênh
truyền được tiêu chuẩn hóa.

Nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực MANETs. WSNs tương tự như MANETs
theo một vài đặc điểm . Cả hai đều là chuẩn mạng wireless, multihop . Tuy nhiên,

các ứng dụng và kỹ thuật giữa hai hệ thống có khác nhau.

- Dạng thông thường của WSN là đa nguồn dữ liệu truyền đến nơi nhận, khác
hẳn điểm-điểm trong MANETs.

- Các node trong WSNs ít di động, trong khi các node là di động
- Trong WSNs, dữ liệu từ các cảm biến chủ yếu từ các hiện tượng. sự kiện ở
thế giới thực. Ở MANETs chủ yếu là dữ liệu.
- Nguồn giới hạn, năng lượng trong WSNs được quản lý sử dụng rất chặt chẽ.
Trong MANETs có thể khơng bị ràng buộc bởi nguồn cung cấp do các thiết bị
thơng tin có thể được thay thế nguồn cung cấp thường xuyên bởi người dùng
- Số lượng node trong WSNs rất lớn, MANETs ít hơn.
=>Do sự khác biệt giữa 2 mơ hình giao thức mà các giao thức định tuyến
trong MANETs không thể áp dụng hoàn toàn cho WSNs. Tuy nhiên WSNs có thể
coi như một phần trong MANETs.
Theo cách khác, có thể chia mơ hình theo 2 dạng hợp tác (cooperative) và bất
hợp tác (noncooperative). Trong dạng hợp tác các node chuyển tiếp thông tin cho
các node lân cận. Còn trong dạng bất hợp tác, các node truyền thông tin trực tiếp lên
trung tâm mà không qua các node lân cận.

Hình 1.3: Các node theo mơ hình hợp tác và bất hợp tác

9

Mặc dù cịn có các cách phân loại mơ hình khác, tuy nhiên theo 2 dạng
C1WSNs và C2WSNs là tổng quát nhất cho các cách cấu hình mạng WSNs. Các
ứng dụng được xây dựng dựa trên các mơ hình này.

1.4 Tổng quan kỹ thuật WSNs.
Như đã đề cập ở phần trên, một vài mạng cảm biến dùng giao thức xử lý tại

node nguồn trung tâm, một số dùng giao thức xử lý theo cấu trúc hay gọi là xử lý
trước tại node. Thay vì gởi đi dữ liệu đến node chuyển tiếp, node thường dùng khả
năng xử lý của mình để giải quyết trước khi phát đi. Với dạng có cấu trúc, dữ liệu
được xử lý đến mức tốt nhất nhờ đó làm giảm được năng lượng cần dùng và băng
thông kênh truyền. Một vài kỹ thuật và tiêu chuẩn phù hợp với mạng cảm biến như
sau:

- Cảm biến:
o Chức năng cơ bản
o Xử lý tín hiệu
o Nén và các gia thức phát hiện, sửa lỗi
o Phân chia Cluster
o Tự phân nhóm

- Kỹ thuật truyền vơ tuyến
o Sự hư hại đường truyền
o Kỹ thuật điều chế
o Giao thức mạng
o Dãy truyền sóng

- Tiêu chuẩn
o IEEE 802. 11a/b/g
o IEEE 802. 15. 1 PAN/Bluetooth
o IEEE 802. 15. 3 ultrawideband (UWB)
o IEEE 802. 15. 4/Zigbee (IEEE 802. 15. 4 là tiêu chuẩn cho vô tuyến,

10

Zigbee là phần mềm ứng dụng và mạng logic).

o IEEE 802. 16 Wimax
o IEEE 1451. 5 (Wireless Sensor Working Group)
o Mobile IP
- Phần mềm ứng dụng
o Hệ điều hành
o Phần mềm mạng
o Phần mềm kết nối cơ sở dữ liệu trực tiếp
Phần mềm middlewar

o
o Phần mềm quản lý dữ liệu
1.4.1 Các thành phần cơ bản cấu trúc mạng cảm biến:
Các thành phần cơ bản và thiết kế trọng tâm của mạng WSNs cần được đặt
trong ngữ cảnh của mơ hình WSNs dạng 1 (C1WSNs) đã được giới thiệu ở phần
trước. Bởi vì đây là mơ hình với số lượng lớn cảm biến trong mạng, chuỗi dữ liệu
nhiều, dữ liệu không thật hoàn hảo, khả năng hư hỏng các node cao, cũng như khả
năng bị nhiễu lớn, giới hạn công suất cung cấp,xử lý, thiếu thông tin các node trong
mạng. Do vậy, C1WSNs tổng qt hơn so với mơ hình C2WSNs. Sự phát triển
mạng cảm biến dựa trên cải tiến về cảm biến, thơng tin, và tính tốn (giải thuật trao
đổi dữ liệu, phần cứng và phần mềm)
Sensor Types and Technology