Nghiên cứu kỹ thuật điều khiển thâm nhập môi trường và hiệu quả năng lượng trong mạng cảm biến không dây

DẠI HỌC ỌUÒC GIA HÀ NỌI
ĐẠI HỌC CÔNG NGHẸ
• • •
ĐÒ VẢN QUYÈN
NGHIÊN c ủ u KỸ THUẬT ĐIÈU KHIÉN THÂM
•
NHẬP MÔI TRƯỜNG VÀ HIỆU QUẢ NĂNG
LƯỢNG TRONG MẠNG CẢM BIÉN KHÔNG DÂY
Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Má số: 60 52 70
LUẬN VĂN THẠC sĩ
NGUÒl HƯỞNG DÃN KHOA HỌC: PGS TS. Vuoìig Đạo Vy
V- lo / 002695
Hà Nội-2010
Lòi Cam Đoan
Kinh izưi: Hội đồng bảo vệ, Khoa Điện Tứ -Viền Thông, Trường Đại Học
Công Nghệ - Đ HQ G H N
Tôi tên là: Dồ Văn Quyền
Sinh ngày: 01/01/1980
Tên đề luận văn:
“ Nghiên cứu kỹ thuật điều khiến thâm nhập môi trường và hiệu qua năng
lượng trong mạng cảm biến không dây"
Tôi xin cam đoan luận văn này khône; giổng hoàn toàn với luận văn hoặc
công trinh đã có trước đó.
Hà Nội, tháng 05 năm 2010
Học Viên Thực Hiện
Đồ Văn Quyền
MỤC LỤC
Chương I. Tông quan về mạng cam biên WSN 9
Ị . I M ờ đ â u 9

1.2 Cấu trúc mạng W S N 10
i .2 .1 Cấu trúc cua nút mạng W S N 10
1.2.2 Cấu trúc cua toàn mạn» WSN 11
1.3 Kiến trúc ui ao thức mạnụ 19
1.4 Ún2 dụng cua mane cam biến không dây
21
1.4.1 Các ứng dụng về môi trường 2 ỉ
1.4.2 Các ừng dụng trong V h ọ c 22
! .4.3 ủ ng dụng tronii gia đinh 23
1.4.4 Trong công nghiệp 23
1.4.5 Trong nông nghiệp 25
1.4.6 Trong quân sự 25
1.4.7 TronR giao th ô ng 26
1.5 Thành phần trong mạng cảm biến khônẹ dây 27
1.5.1 Nút cảm biến 27
1.5.3 Phần mềm Software 30
1.6 Kết luận 31
Chương 2. Các kỹ thuật diều khiển thâm nhập môi Irirờng trong mạng cám biển
không dây 32
2.1. Mở đầu 32
2.2 Mô hình giao thức cho WSN 32
2.3 Các giao thức truy nhập môi trường (MAC) chung

33
2.3.1 Giao thức ALOHA

.
34
2.3.2 Giao thức CSMA/CA 34
2.4 Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế eiao thức MAC 36

2.4.1 Độ trễ (Delay) 36
2.4.2 Lưu lượng (Throughput) 37
2.4.3 Độ chẳc chẩn (Robustness) 37
2.4.4 Khá năng mơ rộn ụ (Scalabilitv) 37
2.4.5 Tính ôn định (Stability) 37
2.4.6 Sự công bàng (Fairness) 38
2.4.7 Hiệu suất sứ dụng n ăng lư ợ n g 38
2.5 Các úiao thức MAC cho mạng W SN 39
2.5.1 WiseMAC 40
2.5.2 S-MAC 42
2.5.3 1-MAC 43
2.5.4 B-MAC 44
2.5.5 G-MAC 44
2.6 Kct luận 58
Chương 3. Thực nghiệm và đánh ẹiá hiệu qua năng lượng trong mạng cam biến
không dây 59
3.1 Mớ đầu 59
3.2 Bố trí thực nghiệm 59
3.2.1 Mô hình thực nshiêm 59
■ o •
3.2.2 Giới thiệu về các thiết bị thực nghiệm 60
3.3 Một số thực nghiệm và kết qua đạt được
65
3.3.1 Yêu cầu thực nghiệm: 65
3.3.2 Các bước chuẩn bị: 65
3.3.3 Đo các khoáng thời gian trong quá trinh truyền thông giữa các nút
mạng: 66
3.3.4 Đo cường độ dònũ điện của các nút mạng trong các trạng thái: ngủ,
truyền, nhận dữ liệu 68
3.4 Nhận xét và đánh giá hiệu quá năne lượng trong mạng WSN 7 ỉ

3.5 Két luận
.
75
KẾT LUẬN 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO 77
PHỤ LỤC: MỘT SỐ ĐOẠN CHƯƠNG TRÌNH TRONG PHẢN THỤC
N G H IỆ M 79
")
Bảng Ký Hiệu Các Chữ Viết Tắt
STT
Từ viêt tăt Ten tiêng atih
1 ACK Ackn0w 1 edgement Message
1
A DC Anaiogue-to-Digital Converter
Ỏ AES
Advanced Encryption Svstem
4 A PL Application Layer
5
CFP
Contention-Free Period
6
CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
7
CPU Central Processing Unit
8
CSMA Carrier Sense Multiple Access
9
CSMA/CA
Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance

.
10 CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
ỉ 1 CIS Clear To Send
12
DCF
Distributed Coordination Function
13 DIFS
DCF Interframe Spacing
14
D-MAC Data-Gathering Media Access Control
15
DTIM Delivery Traffic Indication Message
16
E\ FS Extended Interframe spacing
17
FEC
Forward Error Correction
18 FIFO First-In, First-Out
19
F R TS Future Request To Send
20 G-MAC Gateway Medium Access Control
21
G TIM Gateway Traffic Indication Message
2.2 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
23 IPS Interframe Spacing
24
LEACH Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy
25
LED Light-Emitting Diode
26 MAC Medium Access Control

27
NAV
Network Allocation Vector
28
SMAC Cảm biên Medium Access Control
29
1 ,
OSI Open Svstems Interconnection
30
PCF Point Coordination Function
3 1
RF Radio Frequency



.



.


.


.

, i
L i l j
ROM Read Only Memory
4
33 RSSI Kcccived Signal Strength Indicator
LO
S

RTS
Request To Send
35 SI I S Short Interframe Spacing
36 TA
1 MAC Adaptive Timeout Period
37
TCP
I'ransinission Control Protocol
38
TIM
Traffic Indication Map
39
TMAC
Time Medium Access Control
40
WDS Wireless Distribution System
41
t

-

WSN
Wireless Sensor Network
Danh Mue Hình Vẽ
ỉ lình 1.1 Mô hình mạng cam hiến không dây 9
I lình 1.2 Các thành phần cua một nút cam ứníi 10
! lình 1.3 Cấu trúc mạng cám biến không dây
12
Mình 1.4 Cấu trúc phăne 12
ỉ lình 1.5 Cấu trúc tẩn g 13
Hình 1.6 Cấu trúc mạng phân cấp chức năng theo lớp 13
Mình 1.7 Cẩu trúc mạng phân lớp xếp chons vật lý

14
I lình 1.8 Cấu trúc mạng phân cấp logic 15
Hình 1.9 Kiến trúc giao thức cúa mạng cảm biển 19
I lình 1.10 Mạng WSN canh báo cháy rừng 22
Hình 1.11 Cảnh báo và đo thông số độnẹ đất 22
Hình 1.12 Ung dụng trong y tế 23
Hình 1.13 ủng dụng nhà thông minh 23
Hình 1.14 Úng dụng trong quản lý hàng hóa 24
Hình 1.15 ủ ne dụng ở bến cang 24
Hình 1.16 ủng dụng trong trồng trọt 25
Hình 1.17 ưng dụng trong chăn nuôi 25
I lỉnh 1.18 ưng dụniĩ trong quân đội 26
I lình 1.19 ủng dụng trong giao thông
26

1 lình 1.21 Mote cảm biến Mica của Berkeley 29
I lình 1.22 Kiến trúc TinyOS và chipcon cc 1010 30
Hình 2.1 Mô hình OSI cho mạng câm biến 32
Hình 2.2 Hiện tượng hidden-nút trong mạng WSN 35
Hình 2.3 Hiện tượng exposed-nút trong mạrìR WSN 35
Hình 2.4 Lấy mẫu đầu khung truvển 40
Hỉnh 2.5. Hoại động cùa WiseMAC 41
Hình 2.6 Giao thức S-MAC 43
Hình 2.7 Cấu trúc khung GMAC 45
Hình 2.8 Phân bố và thu thập GMAC 47
Hình 2.9 Sự trao đối ban tin GMAC 51
Mình 2.10 Hệ thống chọn ngược thụ độn£ GTIM 51
Hìĩứ 2.11 Tiêu đề khung G TỈM PHY/MAC (WPAN03)

54
Hìml 2.12 So sánh các giao thức trong trường hợp khôns có lưu lượng cua WSN

~

.
56
Hìnl 2.13 Giao dịch mạng đơn hướng với SMAC
56
6
I lình 2.14 Giao dịch mạng truyền thônii đơn hướng cua TMAC 57
Hình 2.15 G i ao d ị c h m ạnịi đơn li ướng V ới B M A c

57
• - ~ C-1
Hình 2.16 Giao dịch mạng đơn hướng với GMAC 58

Hình 3.1 Mô hình bố trí thí niĩhiệm
59
Hình 3.2 Các nút mạna tron» thí nghiệm 60
Hình 3.3 Module CCI01 OEM

.
61
Minh 3.4 Nút mạrm cam nhận SU' dune khối EM-CC1010 61
Mình 3.5 Nút mạnạ cơ sở có găn màn hình hiên thị kết quá đo

61
Hình 3.6 Sơ đồ chân tin hiệu CC1010 62
Hình 3.7 Nạp phần mềm cho nút mạng cam biến không dây 66
Hình 3.8 Thời gian truyền dừ liệu 24 byte bao gồm tính toán và chèn mã sửa lồi
dư thừa CRC 67
Hình 3.9 Thời gian nút nhận bvte đầu tiên đến khi kiếm tra CRC xong cho 24
byte 67
Hình 3.10 Vị trí đo dòng điện tiêu thụ trên sơ đồ chip CC1010
69
Hình 3.11 So sánh giao thức điều khiển thâm nhập môi trường thông thường và
uiao thức G MAC 74
M Ở ĐÀU
Trong những năm uần đây sự phát triến mạnh mẽ cua công nghệ thông tin,
công nghệ vi mạch diện tư và viền thông đạc biệt là trong lĩnh vực vô tuyến đã
dem lại nhiêu ứnu đụnụ mới. cho phép chúng ta có thể dề dàng thu thập thông
tin ơ bất kỳ điều kiện và vùng địa lý nào. Có nhiều phương pháp khác nhau cho
phép chúng ta thu thập thông tin tron» đó mạn í! cám biến không dâv hiện đane
được dùng phô biến trên thê íỉiới và dã được đưa vào ímii dụng trong nước ta.
Có nhiều vấn dề dặt ra cho mạng cám biến không dây như vấn đề năng
lượng, vấn đề đồng bộ cám hiến, vấn đề mờ rộng mạng Năng lượng luôn là

yếu lố quan trọng cua tất cả các loại mạr>2. Với mạng cám biến không dây do
tính đặc thù cua mạng là hạn chế về phần cứng và ứng dụnũ ở nhiều vùng địa lí
phức tạp nên vấn đề nãniỉ lượng càng trờ nên quan trọng.
Nút cảm biến khôníí dây là một thiết bị điện rất nho nên chi được tranç bị
nguồn năng lượng hạn chế (<0.5Ah. 1.2V). Trong hầu hết các ứng dụng, việc
tiếp thêm năng lượng là không thực hiện được. Cho nên, thời gian tồn tại của nút
cám biến phụ thuộc chu yểu vào tuổi thọ của nguồn năng lượng. Trong mạng
cám biến đa liên kết, mồi nút đóng hai vai trò là điếm khởi đầu số liệu và định
tuyến số liệu. Sự trục trặc cùa vài nút có thế là nguyên nhân quan trọng của việc
thay đỏi hình trạng mạnụ, phải định tuyến lại gói tin và phái tồ chức lại mạng.
Do đó. việc bảo tồn nguồn năng lượng và quán lý nguồn năng lượriR là rất quan
trọng. Do các nguyên nhân này mà nhiều nhà nghiên cứu đã tập trung vào việc
thiết kế các thuật toán và giao thức nhận biết, tính toán năng krợníí cho mạng
cảm biển.
Đề tài “Nghiên cửu kỹ thuật điểu khiên thám nhập mỏi trường và hiệu quct
năng lượng trong mạng cam hiến không dây" với mục tiêu cụ thể là:
- Nghiên cứu các giao thức điều khiến truy nhập môi trường cho mạng
cảm biến không dây có hiệu quá sú' dụng năng lượng tốt.
- Tien hành các khảo sát thực nghiệm đề đo đặc được các thông số của
mạng cảm biến khôna dây, từ đó đưa ra các nhận xét và đánh giá về
hiệu qua nãnii lượng trong mạng cảm bien không dâv.
Kết cấu luận văn bao gồm ba chương:
Chương 1 : Tôníi quan về mạnÉỊ cám biến không dây - WSN
Chương 2: Các kỹ thuật điều khiên truv nhập môi trườnu trong mạng cám
biến không dây.
Chương 3: Thực nghiệm và đánh giá hiệu quá năng lượng trong mạne cảm
biến không dây.
X
Tác eiá luận văn này xin iìiri lơi cam ơn sâu sắc nhất đến PGS I S. Virons
Dạo Vy, Khoa Điện tứ viền thông - Trường Đại học công nghệ - Đại học quốc

gia Hà nội. người đà hướnũ dẫn tận tình và siúp đờ tôi rất nhiều trong quá trinh
thực hiện luận văn này.
Tác giả xin chân thành cam ơn tới ụia đinh, bạn bè. nhừnẹ người luôn động
vicn tác giá trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đé hoàn thành luận vãn
này.
Học viên
Đồ Văn Quyền
Chương 1. Tông quan vê mạng cảm biên WSN
1.1 Mỏ’đầu
Ngày nay với sự phát triển như vũ bào cua khoa học công nghệ đã tạo ra rất
nhiều ứng dụng phục vụ cho cuộc sổna cua con người, cùntỉ như phục vụ cho
nhùng mục đích nghiên cứu khoa học. Cùng nhờ sự tiến bộ trong lĩnh vực
truyền thông vô luyến má các mạng sứ dụng cam biên giá thành thấp, tiêu thụ ít
nãng lượng và có thẻ thực hiện đa chức năng đã được chú ý nghiên cứu và phát
triển. Những cam biên này có kích cỡ nho và thực hiện việc thu phát dữ liệu và
£Ìao tiếp với nhau chu vếu thông, qua kênh vô tuyến. Dựa trên cơ sở đó, người ta
thiết kế ra mạng cám ứng nhàm phát hiện ra những sự kiện hoặc hiện tượng, thu
thập và truyền dừ liệu, và truyền những thônạ tin cảm nhận được đến người
dùng.
Mạníỉ cảm biến không dây WSN là mạng triến khai một số lượng lớn các
thiết bị nhỏ gọn, giá thành thấp, có sẵn nguồn năng lượng mà có thế cám nhận,
ttnh toán và giao tiếp với các thiết bị khác nhằm mục đích tập trung, xử lý thông
tin cục bộ đề đưa ra những phương án giải quyết phù hợp với từng ứng dụng cùa
mạng cảm biến.
Mạng cảm biến không dâv có những đặc điếm sau:
- Có khả năng tự tổ chức
- Truyền thôna quảng bá tronụ phạm vi hẹp và định tuyến đa bước
- Triển khai dày đặc và kha năng kết hợp íĩiữa các nút cám ứng
- Cấu hình mạng thay đổi thường xuyên phụ thuộc vào fading và hư hóng ở
các nút.

- Các giới hạn về mặt năng lượn£, công suất phát, bộ nhớ và công suất tính
toán. [10]
•
Gateway
S en s o rNSensor Node
Hình ỉ. / Mõ hình mạng cảm hiến không dây
10
1.2 Cấu trúc mạng WSN
1.2.1 Cấu trúc cua nút mạng WSN
Đẻ xây dựng mạniỊ cam biến trước hết phai chế tạo và phát triền các nút
cấu thành mạng - nút cam biến.Các nút này phai thoa mãn một sổ yêu cầu nhât
định tùy theo irnu dụng: Chúng phai có kích thước nhó, giá thành re, hoạt động
hiệu quả về năng lượne, có các thiết bị cam biến chính xác có thê cam nhận, thu
thập các thông số môi trường, có khả năng tinh toán và có bộ nhớ đu đê lưu trữ,
và phải có kha năna thu phát sóng đê truyền thông với các nút lân cận. Mỗi nút
cảm ứng được cấu thành bởi 4 thành phần cơ bán, như ở hình dưới, bộ cam nhận
(a sensing unit), bộ xử lý (a processing unit), bộ thu phát (a transceiver unit) và
bộ neuồn (a power unit). Ngoài ra cỏ thế có thêm những thành phần khác tùy
thuộc vào từng ứns» dụng, như là hệ thống định vị (location finding system), bộ
phát nguồn (power generator) và bộ phận di động (mobilizer).
ỉtịíUón
Hình 1.2 Cúc Ị hành phần cua một nút câm ứng
Các bộ phận cảm ứng (sensing units) bao gồm cảm biến và bộ chuyển đồi
'.ương tự-sổ (ADC).
Dựa trên nhũng hiện tượng quan sát được, tín hiệu tương tự lạo ra bởi cảm
3Ìên được chuyển sang tín hiệu số bằns bộ ADC, sau đó được đưa vào bộ xử lý.
Bộ xử lý thường được kết hợp với bộ lưu trữ nhỏ (storage unit), quyết định
các thù tục làm cho các nút kết hợp với nhau để thực hiện các nhiệm vụ định
sẵn.
Phần thu phát vô tuyến kết nối các nút vào mạng.Chủnỉí gửi và nhận các dừ

iệu thu được từ chính nó hoặc các nút lân cận tới các nút khác hoặc tới sink.
Một trona số các phần quan trọng nhất cua một nút mạng cảm ứng là bộ
nguồn. Bộ nguồn cỏ thè là một số loại pin. Đe các nút có thời cian sống lâu thì
X) nguồn rất quan trọng, nó phái có khả năng nạp điện từ môi trườns như là
năng lượng ánh sáne; mật trời.
Ntioài ra cùng có những thành phán phụ khác phụ thuộc vảo time, ứng
đụnụ. Hầu hết các kĩ thuật định tuyến và các nhiệm vụ cám ứníi cua mạng đều
yêu cầu có độ chính xác cao về vị trí. Vi vậy cần phai có các bộ định vị. Các bộ
phận di động, đôi lúc cần đế dịch chuyến các nút cam ứng khi cần thiết đế thực
hiện các nhiệm vụ đã ấn định như cám biển theo dõi sự chuyển động cua vật
nào đó.
Tất cá những thành phẩn này cần phái phù họp với kích cỡ từng module.
Ngoài kích cỡ ra các nút cam ứng còn một số ràng buộc nshiêm ngặt khác, như
lìà phải tiêu thụ rất ít năng lượng, hoạt động ở mật độ cao, có giá thành thấp, có
thế tự hoạt động, và thích ứng với môi trường.
ĩ.2.2 Cấu trúc của toàn mạng WSN
1.2.2.1 Cấu trúc cua mạng cảm biến không dây
Cấu trúc mạng cám biến không dây cần phải thiết kế sao cho sử dụng có
hiệu quả nguồn tài nguyên hạn chế của mạng, và khắc phục được những nhược
điểm írẻn, kéo dài thời gian sống của mạng. Vì vậy thiết kế cấu trúc mạng và
kiến trúc mạng phải cần phải dùng một số cơ chế, kĩ thuật đặc thù sau:
Giao tiếp không dâv đa bước: Khi giao tiếp không dây ỉà kĩ thuật chính,thì
giao tiếp trực tiếp giữa hai nút sẽ có nhiều hạn chế do khoảng cách hay các vật
cản. Đặc biệt là khi nút phát và nút thu cách xa nhau thì cẩn công suất phát
lớn.Vì vậy cần các nút trung gian làm nút chuyển tiếp để giám công suất tổng
thế. Do vậy các mạng cám biển không dâv cần phải dùng giao tiếp đa bước.
Hoạt động hiệu quá năng lượng: đế hỗ trợ kéo dài thời gian sống của toàn
mạng, hoạt động hiệu quả năng lượng là kĩ thuật quan trọng trong mạng cảm
biến không dây.
Tự động cấu hình: Mạng cảm biến không dây cần phải cấu hình các thông

số một các tự động. Chẳng hạn như các nút có thế xác định vị trí địa lý của nó
thông qua các nút khác (gọi là tự định vị).
Cộng tác, xử lí trong mạng và tập trung dừ liệu: Trong một số ứng dụng
một nút cảm biến không thu thập đù dừ liệu mà cần phải có nhiều nút cùng
cộng tác hoạt động thì mới thu thập đủ dữ liệu, khi đỏ mà từng nút thu dữ liệu
gửi ngay đến sink thì sẽ rất tốn băng thông; và năng lượng.cần phải kết hợp các
dữ liệu của nhiều nút trong một vùng rồi mới gửi tới sink thì sẽ tiết kiệm bãna
thông và năng lượna. Chăng hạn như khi xác định nhiệt độ truny; binh, hay cao
nhất cùa một vùne.
Do vậy , cấu trúc mạng mới sẽ:
- Kết hợp vấn đề năna lượn2 và kha năng, định tuyến.
- Tích họp dừ liệu và eiao thức mạng.
- Truyền năng lượng hiệu qua qua các phương tiện không dây.
- Chia sc nhiệm vụ uiừa các nút lãn cận
Các nút cam ứng dược phân bố trong một vùng cám biến như hình dưới.
Mồi một nút cảm ửnạ có kha năng thu thập dữ liệu và định tuyến lại đen các
sink. Dữ liệu được định tuvến lại đến các sink bởi một cẩu trúc da điêm như
hình vẽ trên. Các sink có thê lĩiao tiếp với các nút quan lý nhiệm vụ (task
manager nút) qua mạnụ Internet hoặc vệ tinh.
Hình 1.3 Cấu trúc mạng cam hiến không dây
1.2.2.2 Hai cấu trúc đặc trưng của mạng cam biến không dây
+ Cấu trúc phẳne (flat architecture)
Hình !.4 Càu trúc phăng
Tronc; cấu trúc phăns (flat architecture), tất cá các nút đều ru»ang hàng và
(lồng nhất trong hình dạng và chức năna. Các nút giao tiểp với sink qua
multihop sir chine các nút ngang hànụ làm bộ tiẻp sóng. Với phạm vi truyên cô
định, các nút uân sink hơn SC đảm bao vai trò của bộ tiếp sóng đỏi với một số
lượng lớn nguồn. Giá thiết ràna tất ca các neuồn đều dùng cùng một tần số để
truyền dừ liệu, vì vậy có thê chia se thòi gian. Tuy nhiên cách này chi có hiệu
J • • «F> m/ j »

qua với diêu kiện là có nẹưôn chia se đơn le. ví dụ như thời gian, tần số
Câu trúc tânu (tiered architecture)
Tronç cấu trúc tầng (tiered architecture), các cụm được tạo ra giúp
các tài nguyên trong cùng một cụm gửi dữ liệu đơn bước hay đa bước túy thuộc
vào kích cỡ của cụm) đến một nút định sẵn. thường gọi là nút chu (cluster head).
Trong cấu trúc này các nút tạo thành một hệ thống cấp bậc mà ở đó mồi nút ở
một mức xác định thực hiện các nhiệm vụ đã định sẵn.
Hình 1.5 Cẩu trúc tàng
Trong cấu trúc tầng thi chức năng cảm nhận, tính toán và phân phối dữ liệu
không đồng đều giữa các nút. Những chức nănu này có thể phân theo cấp, cấp
thấp nhất thực hiện tất cả nhiệm vụ cảm nhận, cấp giữa thực hiện tính toán, và
câp trên cùng thực hiện phân phối dữ liệu.
câp
Càp 1:
câp 0:
r r
Hình 1.6 Càu trúc mạng phán cáp chức nănẹ theo lớp
14
Hoặc các nhiệm vụ xác định có thê được chia không đồng đêu giữa các lớp.
ví dụ mồi lớp có the thực hiện một nhiệm vụ xác định trong tinh toán. Trong
trường hợp này. các cảm hiên ơ cấp thấp nhất đóni» vai trò một bộ lọc thông dai
dơn gián đê tách nhiễu ra khói dữ liệu, tron» khi đó các nút ở cấp cao hơn ngừng
việc lọc dừ liệu này. Sự phản tích chức năng cua các mạng cám ứng có thê phan
ánh các đặc diêm tự nhiên cua các nút, hoặc có thề gọi đơn giản là sự phân biệt
theo logic. Ví dụ. một tập hợp con các nút với khá nãne truyền thône ơ phạm vi
rộng có thể tạo nên cấu hình mạnỵ kiêu phán lớp xếp chồng vật lý.
C ấ p 1
cấp 0
Hình ỉ. 7 Cưu trúc mạng phản lớp xếp chồng vật lý
Nói cách khác, một tập hợp con các nút irong mạng có thể được phân biệt

một cách logic khi chúng thực hiện một nhiệm vụ đại diện cho các nút khác.
Những chức năng như vậy phải bao gồm sự tập trunẹ dừ liệu, truyền thông qua
mạng xương sổng, hoặc kết hợp định tuyến giữa các nút. Những qui tắc logic
này tạo nên mạng phân cấp logic. Nhừn» quy tấc loíiic này có thề thay phiên
nhau định kì để đảm bảo sự công bằng. Khi các nút với khả năng tính toán cao
hơn hoạt động thì các nút ít khá năng hơn sẽ chuyến các nhiệm vụ tính toán sanç
các nút này. Nếu không có “các máy tính chìT như vậy, một cụm các cảm biên
cần thiết phải chọn ra một nút để thực hiện các nhiệm vụ như là tập trung dữ
liệu. Tuy nhiên trong một số trường hợp chi có mỗi nút có tài nguyên vật lý
thích hợp mới thích hợp đế thực hiện các nhiệm vụ định sẵn. Ví dụ một nút với
hệ thong định vị toàn cầu (global positioning system - GPS) có thế thực hiện vai
trò chủ chốt trong việc định vị hoặc đồng bộ thời gian. Do vậy. không cỏ gi là
ngẫu nhiên khi rất nhiều các mans cam ứng hiện nav được thiết kế theo cấu trúc
phân cấp.
Hình 1.8 Cấu trúc mạng phàn cắp logic
Mạng cám ứng xây dựng theo cấu trúc tầng hoạt động hiệu quá hơn cẩu
trúc phẳng, do các lý do sau:
- Cấu trúc tầng có thể giảm chi phí cho mạng cám ứng bằng việc định vị
các tài nguyên ở vị trí mà chúng hoạt độtiíi hiệu quá nhất. Rõ ràng là nếu triển
khai các phần cứng thống nhất, mỗi nút chi cần một lượng tài nguyên toi thiếu
để thực hiện tất cá các nhiệm vụ. Vì sổ lượng các nút cần thiết phụ thuộc vào
vùng phú sóng xác định, chi phí cua toàn mạng vì thế sẽ không cao. Thay vào
đó, nếu một số lượng lớn các nút có chi phi thấp được chi định làm nhiệm vụ
cám nhận, một số lượng nhỏ hon các nút có chi phi cao hơn được chi định đê
phân tích dừ liệu, định vị và đồng hộ thời gian, chi phí cho toàn mạng sẽ giảm
đi.
- Mạng cấu trúc tầng sẽ có tuồi thọ cao hơn mạng phảng. Khi cần phải tính
toán nhiều thì một bộ xử lý nhanh sẽ hiệu quá hơn, phụ thuộc vào thời gian yêu
cầu thực hiện tính toán. Tuy nhiên, với các nhiệm vụ cảm nhận cần hoạt động
trone; khoảng thời gian dài, các nút tiêu thụ ít năníỊ lượng phù hợp với yêu cầu

xử lý toi thiếu sẽ hoạt dộng hiệu quả hơn. Do vậy với cẩu trúc tầng mà các chức
năng mạng phân chia uiCra các phần cứng đã được thiết kế ricng cho từng chức
năng sẽ làm tăn li tuồi thọ cua mạng.
- về độ tin cậy: mồi mạng cam ứng phái phù hợp với với số lượníĩ các nút
vêu cầu thỏa mãn điều kiện về bãng thông và thời gian sống. Vởi mạng câu trúc
phăng, qua phân tích người ta đã xác định thông lượng tối ưu cua mồi nút trong
16
mạng cỏ n nút là y/,ỉ . tron ụ đó w là độ rộníi băng tần cua kcnh chia se. Do đó
kđii kích cỡ mạng lănu lên thi ihông lượng cùa mồi nút sẽ giam vê 0.
Việc nghiên cứu các mạng cấu trúc tầng đem lại nhiều triến vọng để khắc
phục vấn đề này. Mội cách tiếp cận là dùníí một kênh đon lẻ tron ạ, cấu trúc phân
cấp. trong đó các niu ớ cấp thấp hơn tạo thành một cụm xung quanh trạm gốc.
• vlồi một trạm gổc đóng vai trò là cầu nổi với cấp cao hơn, cấp này đám hảo việc
giao tiếp trong cụm ihônti qua các bộ phận hữu tuyến. Trong trường hợp này,
dung lượng cua mạng tăng tuyến tính với số ỉượnẹ các cụm. với điều kiện là số
lượm» các cụm tănu ít nhất phai nhanh bàng v'?. Các nghiên cứu khác đã thử
cách dùng các kênh khác nhau ờ các mức khác nhau cua cấu trúc phân câp.
Trong trường họp này. dung lượng cua mồi lớp trong cấu trúc tâng và dung
lượng cua mồi cụm trong mồi lớp xác định là độc lập với nhau.
Tóm lại, việc tương thích giữa các chức năng trong mạng có thế đạt được
khi dùní» cấu trúc tầng. Đặc biệt người ta đang tập trung nghiên cứu về các tiện
ích về tìm dịa chi. Những chức năng như vậy có thề phân phối đến mọi nút, một
phần phán bố đến tập con của các nút. Giả thiết ràng các nút đều không cố định
và phải thay đối địa chi một cách định kì, sự cân bằng giữa những lựa chọn này
phụ thuộc vào tần số thích họp của chức năng cập nhật và tìm kiếm. Hiện nay
cùng đang cỏ rất nhiều mô hình tìm kiếm địa chỉ trong mạng cấu trúc tầng.
1.2.2.3 Các yếu tố ảnh huởng đến cấu trúc mạng cảm biến không dây
Thiết kế mạng cám biến không dây chịu ảnh hường cùa nhiều nhân tố: khả
năng chịu lồi, kha năng mở rộng, chi phi sản xuất, môi trường hoạt động, nhừng
ràng buộc về phần cứng, cấu hình mane cám ứng, phương tiện truyền dẫn, sự

tiêu thụ nãng lượng.Nhừniĩ nhân tố này rất quan trọng vì chúng như là hướng
dần để thiết kế cấu trúc mạng,kiến trúc giao thức và thuật toán định tuyên cho
mạng cám biến không dây.
Khá năng chịu lồi (fault tolerance): Một số các nút cam ứng có thể không
hoạt động nừa do thiếu năng lượng, do những hư hỏng vật lý hoặc do ánh hường
của môi trường. Khá năng chịu lỗi thể hiện ớ việc mạng vẫn hoạt động bình
thường, duy trì những chức năng cùa nó ngay cả khi một số nút mạng không
hoạt động. Ở đây ta dùng phân bố Poisson đề xác định xác suất không có sai
hỏng trong khoảng thời gian (0,t):
/?,( 0 = e v
Trong đó:
* : ti lệ lồi cua nút k
f II
17
t: khoang thời gian khao sát
Rk(t): độ tin cậ> hoặc kha năng chịu lồi cua các nút cảm ứng.
Kha nănu mơ rộiiLL (scabilitv): Khi triên khai mạng cam biến nghiên cứu
một hiện tượng nào đỏ. số lượng các nút cam ứng được triên khai có thê đèn
hàng trăm niỉhìn, phụ thuộc vào tìmg ứng dụnu con số này có the vượt quá hàng
triệu. Những kiều mạng mới phai có kha nănẹ làm việc với số lượng các nút này
và sử dụng được tính chất mật độ cao cua mạng cám ứng. Mật độ có the tính
toán theo công thức:
//(/?) = ( NtĩR: ) •' A
Trong đó: N - số lượní» các nút cam ứng phân hố trong vùng A
R - là phạm vi truyền sóng
Chi phi san xuất (production costs): Vì các mạng cam úng bao aồm một số
lượng lớn các nút cam ứng nên chi phí cua mồi nút rất quan trọng trong việc
điều chinh chi phí cua toàn mạng. Nếu chi phí cua toàn mạng đắt hơn việc triển
khai cám biên theo kiểu truyền thốne. như vậy manu không có tiiá thành hợp lý.
Do vậy, chi phí của mồi nút cam ứriR phái giữ ở mức thấp.

Những ràng buộc về phẩn cứng (hardware constraints):
- về cấu trúc một nút cảm biến, có nhiều ràng buộc về phần cứng: phải có
kích thước nhở,càng nhở càng tốt. Ngoài kích cỡ ra các nút cảm ứng còn một số
ràim buộc nghiêm ngặt khác, như !à phải tiêu thụ rất ít năng lượng, hoạt động ớ
mật độ cao, có giá thành thấp, có thể tự hoạt động, và thích ứng với môi trường.
- Cấu hình mạn ỉ» cám ứng (network topology): Trong mạng cảm ứng, hàng
trăm đến hàng nghìn nút được triền khai trên vùng cám biến. Mật độ các nút có
thề lên tới 20 nủưm3. Do số lượng các nút cảm ứng rất lớn nên cần phái thiết ỉập
một cấu hình ÔI1 định. Chúng ta có thê kiểm tra các vẩn đề liên quan đến việc
đuv trì và thay đỏi cấu hinh ớ 3 pha sau:
Pha tiền triển khai và triển khai: các nút cam ứng có thế đặt lộn xộn hoặc
xếp theo trật tự trên vùng cảm biến. Chúng có thể được triển khai bàng cách thả
từ máy bav xuống, tên lừa, hoặc có thể do con người hoặc robot đặt từng cái
một.
Pha hậu triển khai: sau khi triển khai, những sự thay đồi cấu hình phụ thuộc
vào việc thay đổi vị trí các nút cảm ứng, khả năní> dạt trạng thái không kết nối
(phụ thuộc vào nhiễu, việc di chuyển các vật cản ), nănu lượng thích hợp,
những sự cố, và nhiệm vụ cụ the.
Pha triền khai lại: Sau khi triển khai cẩu hình, ta vẫn có thế thêm vào các
nút càm ứng khác đê thay thể các nút gặp sự cố hoặc tùy thuộc vào sự thay đôi
chức năng.
[ y . l ù / 0 0 2 6 9 6
18
- Môi trườn 1» hoạt động (Lnvironment): Các nút cam írnụ dược thiết lập dày
đặc, rất gần hoặc trực tiếp bên tronụ các hiện tượng đê quan sát. Vì thè, chúng
thưởng làm việc mà không cẩn giám sát ơ nhũng vùng xa xôi. Chúng có thê làm
việc ờ bên trone các tnáv móc lơn. ớ dưới đáy biên, hoặc trong những vùng ô
nhiễm hóa học hoặc sinh học. ở gia đình hoặc nhừng tòa nhà lớn.
Phươnẹ tiện truyền dẫn (Transmission media): Ớ những mạng cám ứng đa
hước, các nút được kết nối bans những phương tiện không dây. Các đường kết

nổi này có thê tạo nên bới sóng vô tuyến, hồng ngoại hoặc nhừnu phương tiện
quang học. Đe thiết lập sự hoạt động thống nhất của nhữnu mạng này, các
phương tiện truyền đẫn phai được chọn phai phù hợp trên toàn thế giới. Hiện tại
nhiều phần cứntĩ cua các nút cảm írns dựa vào thiết kế mạch RF. Nhữnu thiết bị
cảm ứnẹ năng lượng thấp dùng bộ thu phát vô tuyển 1 kênh RF: hoạt động ở tần
số 916MHz. Cấu trúc mạriíỉ cảm biến tích hợp khôns dây cũng sử dụne đườru»
truyền vô tuyến để truyền dữ liệu.
Một cách khác mà các nút trong mạna giao tiếp với nhau là bàng hồng
ngoại. Thiết kế máy thu phát vô tuyến dùng hồng ngoại thì giá thành rẻ và dễ
dàng hơn. Một thành quả thú vị nữa là hạt bụi Smart Dust, là một hệ thống tự
cám ứng, tính toán và giao tiếp dùng các phương tiện quang học đế truyền. Cả
hai loại hồng ngoại và quang đều vêu cầu bộ phát và thu nằm trong phạm vi
nhìn thấy, tức là có thể truyền ánh sảng cho nhau được.
Sự tiêu thụ năng lượng (power consumption): Các nút cảm ứng không dây,
có thề coi là một thiết bị vi điện tử chỉ có thể được trang bị nguồn năng lượng
giới hạn (<0,5Ah, I.2V). Trong một số ứng dụng, việc bổ sung nguồn năng
lượníĩ không thể thực hiện được. Vì thế khoảng thời gian sống cùa các nút cảm
ứng phụ thuộc mạnh vào thời íĩian sống của pin. Ở mạng càm ứng đa bước ad
hoc, mỗi một nút đóng một vai trò kép vừa khởi tạo vừa định tuyến dữ liệu. Sự
trục trặc của một vài nút cảm ứng có thề gâv ra những thay đổi đáng kể trong
cấu hình và yêu cầu định tuyến lại các gói và tổ chức lại mạng. Vì vậy, việc duy
trì và quản lý nguồn năng lượrm đóng một vai trò quan trọng. Đó là lý do vi sao
mà hiện nay người ta đang tập trung nghiên cứu về các giải thuật và giao thức để
tiết kiệm nguồn năn tí lượng như các phương pháp định tuyến nhận biết về năng
lượng(Energy-Aware Routing) Đồng thời người ta cũng đang nghiên cứu và
thiết kế nguồn cho mạng cam ứng có dung lượng; lớn, và thiết kế cho các thành
phần cua một nút cảm biến hoạt độns hiệu quả về năng lượng đề góp phần kéo
dài thời gian sổng cua các nút nói riêng và ca toàn mạna.
Nhiệm vụ chính cua các nút cảm ứng irons vùng cảm biến là phát hiện ra
các sự kiện, thực hiện xư lý dừ liệu cục bộ nhanh chóng, và sau đỏ truyền dừ

19
liệu đi. Vi thẻ sụ tiêu thụ lìăns ỉượng được chia ra làm 3 vùng: cám nhận
( sensing), giao tiếp (communication), và xứ lý dữ liệu (data processing).
1.3 Kiến trúc giao thức mạng
Prong mạnu cám ửnụ. dừ liệu sau khi được thu thập bởi các nút sẽ được
định tuyến gửi đến sink. Sink sè gưi dừ liệu đến người dùng đẩu cuối thông
qua internet hay vệ tinh. Kiến trúc giao thức được sử dụng bởi nút gôc và các
nút cam biến được trình bày hình dưới:
Lớp ưng «.lụng
l.<fp in iv éĩ) ÚI
I .rtp mạng
Lớp liín k<M dữ lieu
I lip vát lỵ
sr
<%■
3
<
C
Hình Ị. 9 Kiền trúc giao thức cua mạng cam biển
Kiến trúc giao thức này kết họp giữa công suất và chọn đường, kết hợp số
liệu với các giao thức mạng, sư dụng côn ạ suất hiệu quá với môi trường vô
tuvển và sự tương tác giữa các nút căm biến. Kiến trúc giao thức bao gồm lóp
vật lý, lớp liên kết dữ liệu, lớp mạng, lớp truyền tái, lớp ứng dụng, phần quán lý
công suât, phân quán lý di động và phân quan lý nhiệm vụ.
- Lớp ứng dụng: Tuy vào từng nhiệm vụ cùa mạng cảm biến mà các phần
mềm ứng dụnu khác nhau được xây dựnu và sư dụng trong lớp ứng dụng.
Trong lớp ứng dụng có mốt số ụiao thức quan trọriíĩ như giao thúc quàn lí mạng
cam biến (SMP), giao thức quảng bá dừ liệu và chi định nhiệm vụ cho từng cảm
biên (TADAP), giao thức phân phối dữ liệu và truy vấn cám biến (SỌDDP).
- Lớp vận chuyến: l.ớp truyền tải siủp duy trì luồng số liệu nếu ứng dụng

mạng cảm biến yêu cẩu. Lớp truyền tải đặc biệt cần khi mạng cám biến kết nối
với mạng bên ngoài, hay kết nối với người dùng qua internet. Giao thức lớp vận
chuyền giữa sink với người dùng (nút quán lý nhiệm vụ) thì có thế là giao
thức UDP hay TCP thông qua internet hoặc vệ tinh. Còn giao tiếp giữa sink và
các nút cảm biến cần các giao thức kiểu như UDP vì các nút cám biên bị hạn
chế về bộ nhớ. Hơn nữa các ũiao thức nàv còn phai tính đền sự tiêu thụ công
suất, tính mớ rônu và định tuyên tập trunẹ đừ liệu .
- Lóp mạng: Lớp mạng quan tâm đến việc dịnh tuyến dừ liệu được cung
cấp bởi lóp truyền lai.Việc định tuyến trong mạng cam biến phai đối mặt với rất
nhiều thách thức như mật độ các nút dày đặc, hạn chế về năng lượng Do vậy
t hiết kể lóp mạnu trong mạng cam biến phai theo các nguyên tắc sau:
- Tính hiệu qua vê năng lượng luôn dược xem là vấn đề quan trọng hàng
đẩu.
- Các mạng cám biến gần như là tập trung dừ liệu
- Tích hợp dừ liệu và giao thức mạng.
- Phải có cơ chế địa chi theo thuộc tính và biết về vị trí
Có rất nhiều giao thức định tuyến được thiết kế cho mạng cám biến không
dây. Nhìn tống quan, chúng được chia thành ba loại dựa vào cẩu trúc mạng, đó
là định tuyến ngang hàng, định tuyến phân cấp, định tuyến dựa theo vị trí. Xét
theo hoạt độnu thì chúng được chia thành định tuyến dựa trên đa đường
< multipath-based). định tuyến theo truy vấn (query- based), định tuyến
negotiation-based, định tuyến theo chất lượng dịch vụ (QoS-based). định tuyến
kết hợp (coherent-based).
- Lớp kết nối dừ liệu: Lớp kết nối dừ liệu chịu trách nhiệm cho việc £>hép
các luồng dữ liệu, dò khung dừ liệu, điều khiên lỗi và truy nhập môi trường. Nó
đảm bảo cho giao tiếp diêm -điểm, điểm-đa điếm tin cậy.Vì môi trường có tạp
âm và các nút cám biến có thế di động, giao thức điều khiển truy nhập môi
trường (MAC) phải xét đốn vấn đề công suất và phái có khả năng tối thiểu hoá
việc va chạm với thông tin quảng bá cùa các nút lân cận.
- Lớp vật lý: Lớp vật lý chịu trách nhiệm lựa chọn tần số. phát tần số sóng

mang, điều chế. lập mã và tách sóng.
Nuoài ra, các phần quàn lv công suất, quản lý di chuyển và quản lv
nhiệm vụ sè giám sát việc sứ dụng công suất, sự di chuyển và thực hiện nhiệm
vụ giữa các nút cám biến. Những phần này giúp các nút cảm biến phối hợp
nhiệm vụ cám biến và tiêu thụ công suất tổng thể thấp hơn.
- Phần quán lý công suất điều khiến việc sử dụng công suất của nút cám
biến. Ví dụ, nút cảm biến có thố tất khối thu cùa nó sau khi thu được một bản tin
từ một nút lân cận. Điều này giúp tránh tạo ra các ban tin íỉiống nhau. Cũnạ vậy,
khi mức côns suất cua nút cam biến thâp, nút cam biến phát quàng bá tới các nút
lân cận đề thông báo nó có mức công suất thấp và không thê tham gia vào các
bàn tin chọn đườn<4- Công suất còn lại sẽ được dành riêng cho nhiệm vụ cám
biến.
- Phần quán lý di độnii phát hiện và ghi lại sự di chuyền cùa các nút cảm
biến để duy trì tuyến tới người sir dụng và các nút cảm biến có thể lưu vết của
các nút cam biến lân cận. Nhờ xác định được các nút cam biến lân cận. các nút
cam biến có the cản hănự giữa cônụ suất cua nó và nhiệm vụ thực hiện.
- Phẩn quan lý nhiệm vụ dùna đê làm cân băng và lên kế hoạch các nhiệm
vụ cam biến tron» một VÙIÌỈỈ xác định. Không phái tất ca các nút cam biến trong
V ùng đó diều phải thực hiện nhiệm vụ cam biến tại cùng m ột thời điếm. Kết quá
là một số nút cam biến thực hiện nhiệm vụ nhiều hơn các nút khác tuỳ theo mức
côniỉ suất cua nó.
Nhừrm phần quan lý này là cần thết để các nút cảm biến có thể làm việc
cùng nhau theo một cách thức sử dụng hiệu quá công suất, chọn đường số liệu
trong mạng cám biến di động và phân chia tài nguyên siừa các nút cam biển.
Ngoài ra, còn cỏ các giao thức đặc trưne hỗ trợ cho mạng WSN: giao thức
định vị (Location protocol), çiao thức đồng bộ thời gian (Time synchronization
protocol), giao thức điều khiển cấu hình mạng (topology control).Trong nhiều
trường hợp việc xác định vị trí trong thể giới tự nhiên của các nút cảm biến là
rất cần thiết. Ví dụ các ứng dụng kiếm tra và phát hiện sự kiện sảy ra ở đâu, nểu
không có thông tin vị tri thì không thề báo cáo chính xác. vấn đề thời gian rất

quan trọng trong nhiều ứng dụng và giao thức trong mạng cám ứng.Giao thức
đồng bộ thời gian đảm bảo cho mạng hoạt động đồng bộ, giảm các sai lệch về
thời gian, hoạt động hiệu quả và báo cáo kết qua chính xác về thời gian.Còn việc
điều khiển cấu hình mạng cũng rất quan trọng. Như đã trình bày trong các phần
trên, mạng WSN có thể triển khai ngẫu nhiên, mật độ các nút rất dày dặc nếu
không có cơ chế điều khiển topo tốt các nút sẽ cản trở nhau trong việc giao tiếp,
giao tiếp trực tiếp giữa các nút sẽ làm giảm cônR suất truyền dẫn.Hơn nữa, khi
các nút cảm biến mà di chuyến thì cần phải điều khiên lại cấu hình và định
tuyến lại.
1.4 ủ ng dụng cua mạng cảm biến không dây
1.4.1 Các ứng dụng về môi truò n g
Các mạng cảm biến không dây được dùng để theo dõi sự chuyến động của
chim muông, động vật, côn trùng; theo dõi các điều kiện môi trường như nhiệt
độ, độ ẩm; theo dõi và cảnh báo sớm các hiện tượng thiên tai như động đất.núi
lửa phun trào, cháy rừng, lũ lụt Một số ứng dụng quan trọng như:
- Phát hiện sớm những thảm họa như cháy rừng: Bằng việc phân tán các
nút cảm ứng trong rừne. một mạng ad hoc được tạo nên một cách tự phát. Mồi
nút cám ứng có the thu thập nhiều thông tin khác nhau liên quan đến cháy như
nhiệt độ, khói Các đừ liệu thu thập được truyền đa bước tới nơi trưng tâm
điều khiển đề giám sát. phân tích, phát hiện và cánh báo chảy sớm. Ní»ay sau khi
sự kiên liên quan đến cháy được phát hiện, truns tâm điều khiến sẽ đưa ra cánh
báo sớm. Điều này sè giúp phát hiện sớm và ngăn chặn được thảm họa cháy
rừng.f 16]
Hình Ị. 10 Mạng WSN cảnh báo cháy rừng
Cánh báo lũ lụt: Hệ thông này bao gồm các nút cảm biến về lượng mưa,
mực nước. Các cảm biến này cung cấp thông tin cho hệ thống cơ sở dừ liệu
trung tâm đế phân tích và cảnh báo lụt sớm.
Giám sát và cảnh báo các hiện tượng địa trấn: Các cảm biến về độ rung
được đặt rải rác ờ mặt đất hay trong lòng đất những khu vực
hay sảy ra động đất, hay gần các núi lửa đế giám sát và cảnh báo sớm hiện

tượng động đất và núi lửa phun trào.
Hình ỉ. ! ì Cánh báo và đo thông số động đất
1.4.2 Các ứng dụng trong y học
Giám sát trong y tế và chân đoán từ xa: Trong tương lai, các nút cam ứng
có thể được gắn vào cơ thê, ví dụ như ở dưới da và đo các thôna số cùa máu để
phát hiện sớm các bệnh như ung thư, nhờ đó việc chừa bệnh sẽ dễ dàng hơn.
Hiện nay đã tồn tại nhfmil video cám biên rất nhỏ có thê nuốt vào trong người,
dùng một lần và được bọc vó hoàn toàn, nguồn nuôi cùa thiết bị này đú đế hoạt
động trong 24h. Trong thời gian đó, chúng gừi hình ảnh về bên trong con người
sang một thiết bị khác mà không cần phái phẫu thuật. Các bác sĩ có thể dựa vào
đó đê chuân đoản và điêu trị.
Hình 1. ỉ 2 Úng dụng trong V tế
1.4.3 ủ ng dụng trong gia đình
Trong lĩnh vực tự động hóa nhà ờ, các nút cảm ứng được đặt ở các phòng
đề đo nhiệt độ. Không những thế, chúng còn được dùng để phát hiện những sự
dịch chuyển trong phòng và thông báo lại thông tin này đến thiết bị báo động
trong trường hợp không có ai ở nhà.
™ ™ I Inuutlivc"
K it c h e n K ia * n < a rtie »
|I 1 W i l l i m ï J i j
IW J .«í l n u t i d H M i K ikw n
S t u i l V
R W .
Hình 1.13 ủng dụng nhà thông minh
1.4.4 Trong công nghiệp
Trong lĩnh vực quan lý kinh doanh, công việc bảo quan và lưu giữ hàng
hóa sẽ được giải phóng. Các kiện hàng sẽ bao gồm các nút càm ứng mà chi cần