Tải bản đầy đủ (.pdf) (75 trang)

ĐỊNH VỊ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY (có code)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.48 MB, 75 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG
--------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐỊNH VỊ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY

GVHD: THẦY TẠ TRÍ NGHĨA
SVTH: ĐÀO VĂN TIẾN TÀI
MSSV: 41002797


TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.
-----✩----Số: ______ /BKĐT
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ Môn: Viễn Thông

-----✩-----

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
1. HỌ VÀ TÊN: ĐÀO VĂN TIẾN TÀI

MSSV: 41002797



2. NGÀNH:
ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
LỚP : DD10KSVT
3. Đề tài:
Định vị trong mạng cảm biến không dây
4. Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
5. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: ...............................
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ...................................
7. Họ và tên người hướng dẫn:
Phần hướng dẫn
Thầy Tạ Trí Nghĩa
.....................................
.................................................................
.....................................
Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Mơn.
Tp.HCM, ngày…... tháng 12 năm 2014
CHỦ NHIỆM BỘ MƠN

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Người duyệt (chấm sơ bộ):.......................
Đơn vị:......................................................
Ngày bảo vệ : ...........................................
Điểm tổng kết: .........................................

Nơi lưu trữ luận văn: ...............................

NGƢỜI HƢỚNG DẪN CHÍNH


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐộcLập – Tự Do – HạnhPhúc




PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giáo viên hướng dẫn)
Họ và tên:

ĐÀO VĂN TIẾN TÀI

MSSV: 41002797

Ngành:
ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG
LỚP: DD10KSVT
1. Đề tài:
“ĐỊNH VỊ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY”
2. Họ tên người hướng dẫn: Thầy TẠ TRÍ NGHĨA
3. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang
……..
Số chương

……..
Số bảng số liệu
……..
Số hình vẽ
……..
Số tài liệu tham khảo ……..
Phần mềm tính tốn ……..
4. Tổng qt về các bản vẽ:
- Số bản vẽ:
bản A1
bản A2
khổ khác
- Số bản vẽ tay
số bản vẽ trên máy tính
5. Những ưu điểm chính của LVTN:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
6. Những thiếu sót chính của LVTN:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
7. Đề nghị: Được bảo vệ 
Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
8. Câu hỏi sinh viên trả lời trước hội đồng:
a) ......................................................................................................................................
b) ......................................................................................................................................
c) ......................................................................................................................................
9. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm …………………….


Ký tên (ghi rõ họ tên)


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐộcLập – Tự Do – HạnhPhúc




PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giáo viên phản biện)
Họ và tên:

ĐÀO VĂN TIẾN TÀI

MSSV: 41002797

Ngành:
ĐIỆN TỬ-VIỄN THÔNG
LỚP: DD10KSVT
1. Đề tài:
“ĐỊNH VỊ TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY”
2. Họ tên người hướng dẫn: Thầy TẠ TRÍ NGHĨA
3. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang
……..
Số chương
……..
Số bảng số liệu

……..
Số hình vẽ
……..
Số tài liệu tham khảo ……..
Phần mềm tính tốn ……..
4. Tổng qt về các bản vẽ:
- Số bản vẽ:
bản A1
bản A2
khổ khác
- Số bản vẽ tay
số bản vẽ trên máy tính
5. Những ưu điểm chính của LVTN:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
6. Những thiếu sót chính của LVTN:
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
7. Đề nghị: Được bảo vệ 
Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
8. Câu hỏi sinh viên trả lời trước hội đồng:
a) ......................................................................................................................................
b) ......................................................................................................................................
c) ......................................................................................................................................
9. Đánh giá chung (bằng chữ: giỏi, khá, TB): Điểm …………………….

Ký tên (ghi rõ họ tên)



LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Tạ Trí Nghĩa, trong
thời gian vừa qua đã hướng dẫn, giúp đỡ em nghiên cứu các đề tài từ Đồ án 1, Đồ án 2
và bây giờ là Luận văn tốt nghiệp. Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn của thầy
đã giúp em có định hướng đúng trong q trình thực hiện đề tài, giúp em nhìn ra
những ưu khuyết điểm của đề tài và từng bước khắc phục để ngày một tốt hơn.
Đồng thời, em cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã động viên và
tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian làm đề tài cũng như trong suốt thời gian
học tập; đặc biệt là ba mẹ em, đã ủng hộ nhiệt tình cho em cả vật chất lẫn tinh thần.
Bên cạnh đó, em cũng muốn gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy cô đã truyền đạt
kinh nghiệm, kiến thức quý báu của mình cho em trong suốt 4.5 năm vừa qua. Em vô
cùng biết ơn sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong suốt thời gian học tập.
Do hạn chế về thời gian thực tập, tài liệu và trình độ bản thân, bài luận văn tốt
nghiệp này của em khơng thể tránh khỏi được những thiếu sót, rất mong các thầy cơ
góp ý và sửa chữa để nó được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2014

Sinh viên
ĐÀO VĂN TIẾN TÀI

.


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa


TĨM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài luận văn:

Định vị trong mạng cảm biến không dây

Luận văn được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng kiến
thức đã học cũng như các kiến thức liên quan khác để thực nghiệm đề tài xác định vị
trí của một node di động-hoặc một node cần xác định vị trí trong mạng cảm biến
không dây, thực hiện trên các module ZigBee, dựa trên kỹ thuật RSSI.
Luận văn tập trung giải quyết các vấn đề:
- Tìm hiểu đặc điểm mạng cảm biến khơng dây
- Tìm hiểu các kỹ thuật định vị trong mạng cảm biến khơng dây
- Tìm hiểu các phương pháp định vị trong kỹ thuật RSSI
- Tìm hiểu về chuẩn ZigBee và module xbee
- Triển khai thực hiện, khảo sát mô hình định vị trong mạng cảm biến khơng dây.


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

MỤC LỤC

1. GIỚI THIỆU .............................................................................................................1
1.1

Tổng quan ..........................................................................................................1

1.2


Nhiệm vụ luận văn .............................................................................................1

2. LÝ THUYẾT ............................................................................................................3
1.1

Tổng quan về mạng cảm biến không dây ..........................................................3

1.1.1.

Cấu trúc mạng cảm biến không dây ............................................................3

1.1.2.

Đặc điểm mạng cảm biến không dây: .........................................................5

1.1.3.

Ứng dụng của mạng cảm biến không dây: ..................................................7

1.1.4.

Kết luận .......................................................................................................9

1.2.

Các kỹ thuật định vị trong mạng cảm biến không dây ....................................10

1.2.1.

Kỹ thuật RSSI: ..........................................................................................10


1.2.2.

Kỹ thuật TOA:...........................................................................................12

1.2.3.

Kỹ thuật TDOA: ........................................................................................13

1.2.4.

Kỹ thuật AOA ...........................................................................................13

1.3.

Một số phương pháp định vị trong kỹ thuật RSSI: ..........................................15

1.3.1.

Phương pháp phân bố node cảm biến cố định trên các mắt lưới ..............16

1.3.2.

Phương pháp Min-Max ............................................................................19

1.3.3.

Phương pháp Trilateration ........................................................................21

1.3.4.


Phương pháp ROCRSSI (Ring Overlapping Circle RSSI) .......................25

1.4.

Tìm hiểu về chuẩn ZigBee và module XBee ...................................................27

1.4.1.

Chuẩn ZigBee ............................................................................................ 27

1.4.2.

Module Xbee: ............................................................................................ 30

3. TRIỂN KHAI THỰC HIỆN ...................................................................................44


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

4. KẾT QUẢ THỰC HIỆN ........................................................................................55
5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .............................................................. 63
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................64


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa


DANH SÁCH HÌNH MINH HỌA
Hình1 Cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến khơng dây ............................................................. 4
Hình2 Các thành phần của nút cảm biến ................................................................................... 5
Hình3 Kỹ thuật RSSI ................................................................................................................. 11
Hình4 Hàm phân bố mật độ xác suất lỗi .................................................................................. 12
Hình5 Kỹ thuật ToA .................................................................................................................. 13
Hình6 Kỹ thuật TDOA .............................................................................................................. 13
Hình7 Kỹ thuật AoA.................................................................................................................. 15
Hình8 Điều chỉnh giá trị n........................................................................................................ 16
Hình9 Các vị trí của blind node ............................................................................................... 17
Hình10 Tính tốn vị trí của blind node trong một ơ lưới ......................................................... 17
Hình11 Lưu đồ quá trình xác định blind node ......................................................................... 18
Hình12 Vị trí của blind node xác định bởi giao điểm các hình vng, ví dụ cho 4 node tham
chiếu ......................................................................................................................................... 19
Hình13 Vịng trịn hình thành từ khoảng cách giữa nút mục tiêu và nút tham chiếu ............... 20
Hình14 Trilateration với trường hợp các đường tròn giao tại một điểm ................................. 22
Hình15 Trilateration với trường hợp các đường trịn giao nhau ở một vùng .......................... 22
Hình16 Trilateration với trường hợp miền giao nhau của các đường tròn là rỗng ................ 23
Hình17 Minh họa thuật tốn ROCRSSI.................................................................................... 25
Hình18 The 802 Wireless Space ............................................................................................... 27
Hình19 Cấu trúc các lớp trong giao thức của ZigBee ............................................................. 28
Hình20 Cấu trúc liên kết mạng cho cơng nghệ ZigBee ............................................................ 29
Hình21 Module Xbee và Xbee Pro trong thực tế...................................................................... 30
Hình22 Sơ đồ chân module Xbee ............................................................................................. 31
Hình23 Hệ thống sơ đồ dịng data qua giao tiếp UART .......................................................... 32
Hình24 Gói dữ liệu UART 0x1F truyền qua RF module .......................................................... 33
Hình25 Sơ đồ luồng dữ liệu nội bộ ........................................................................................... 33



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

Hình26 Các mode hoạt động của Xbee .................................................................................... 36
Hình27 Cú pháp để gửi một lệnh AT ........................................................................................ 40
Hình28 Cấu trúc khung dữ liệu UART (AP=1) ........................................................................ 41
Hình29 Cấu trúc khung dữ liệu UART (AP=2) ........................................................................ 42
Hình30 Khung dữ liệu UART & cấu trúc API cụ thể ............................................................... 42
Hình31 Khung TX Packet (16‐bit address) .............................................................................. 43
Hình32 Khung RX Packet (16‐bit address) .............................................................................. 43
Hình33 Đặt Command Mode cho Xbee ở API mode ................................................................ 44
Hình34 Cài đặt các địa chỉ nguồn MY cho Xbee ..................................................................... 45
Hình35 Cài đặt cơng suất phát cho các Xbee .......................................................................... 45
Hình36 MSP430 và mạch nạp .................................................................................................. 50
Hình37 Viết chương trình cho MSP430 bằng ngơn ngữ C ...................................................... 50
Hình38 Viết chương trình cho node cơ sở-node 1.................................................................... 51
Hình39 Giao diện khi chạy chương trình định vị ..................................................................... 51
Hình40 Test bed sân bóng ........................................................................................................ 52
Hình41 Mơ hình test bed và các điểm khảo sát ........................................................................ 52
Hình42 Anten của node cố định (bên trái) và node di động (bên phải) ................................... 53
Hình43 Node di động (cần định vị) .......................................................................................... 53
Hình44 Node cơ sở (node 1) ..................................................................................................... 54
Hình45 Các node cố định 2,3,4 (khơng phải node cơ sở) ........................................................ 54
Hình46 Tiến hành khảo sát định vị........................................................................................... 54
Hình47 Ví dụ hiển thị vị trí ước lượng tại điểm khảo sát số 6 ................................................. 55
Hình48 Biểu đồ Path Loss ........................................................................................................ 59
Hình49 Tương quan giữa vị trí ước lượng và vị trí thực tế ...................................................... 60
Hình50 Khảo sát hướng tính anten .......................................................................................... 61



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

DANH SÁCH BẢNG SỐ LIỆU
Bảng 1 So sánh ZigBee, Wifi, Bluetooth........................................................................28
Bảng 2 Tên gọi và chức năng các chân của module Xbee ............................................32
Bảng 3 Ví dụ về đặt địa chỉ cho 2 module .....................................................................35
Bảng 4 Cấu hình Sleep Mode ........................................................................................37
Bảng 5 Các loại API Identifier và công dụng của chúng ..............................................42
Bảng 6 Giá trị RSSI theo khoảng cách ..........................................................................56
Bảng 7 Số liệu tại vị trí khảo sát số 1 ............................................................................56
Bảng 8 Số liệu tại vị trí khảo sát số 2 ............................................................................57
Bảng 9 Số liệu tại vị trí khảo sát số 3 ............................................................................57
Bảng 10 Số liệu tại vị trí khảo sát số 4 ..........................................................................57
Bảng 11 Số liệu tại vị trí khảo sát số 5 ..........................................................................57
Bảng 12 Số liệu tại vị trí khảo sát số 6 ..........................................................................58
Bảng 13 Số liệu tại vị trí khảo sát số 7 ..........................................................................58
Bảng 14 Số liệu tại vị trí khảo sát số 8 ..........................................................................58
Bảng 15 Số liệu tại vị trí khảo sát số 9 ..........................................................................58
Bảng 16 Giá trị Path Loss theo khoảng cách ................................................................ 59
Bảng 17 Bảng sai số giữa vị trí thực tế và vị trí ước lượng ..........................................59
Bảng 18 Sai số lớn nhất và nhỏ nhất trong các lần đo ở cùng 1 vị trí khảo sát ...........61
Bảng 19 Khảo sát hướng tính anten ở các node cố định ..............................................62


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa


1. GIỚI THIỆU
1.1 Tổng quan
Ngày nay cùng với sự phát triển nhanh chóng của khoa học cơng nghệ, việc
nghiên cứu những mạng cho giá thành rẻ tiêu thụ ít năng lượng và hoạt động một cách
hiệu quả đang được tập trung nghiên cứu phát triển. Trong đó, việc nghiên cứu về
mạng cảm biến đang được phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là hệ thống mạng cảm biến
không dây (Wireless Sensor Network-WSNs). Có rất nhiều ứng dụng của mạng cảm
biến được triển khai: đó là các ứng dụng theo dõi, tự động hóa,…; trong nhiều lĩnh
vực: y tế, quân đội, an ninh,… Trong một tương lai không xa, các ứng dụng của mạng
cảm biến sẽ trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống con người bởi vì nó
có những điểm mạnh mà khơng phải mạng nào cũng có được.
Tuy nhiên mạng cảm biến cũng đối mặt với rất nhiều thách thức, trong đó có
vấn đề về năng lượng bị hạn chế. Để duy trì tuổi thọ cho mạng có nhiều cách khác
nhau trong đó có vấn đề định vị trí chính xác của nút (node) mạng. Nó sẽ giúp giảm
một cách đáng kể năng lượng cho việc tìm đường và định tuyến, do đó sẽ làm tăng khả
năng sống của mạng.
Vì vậy mà đề tài này sẽ tập trung nghiên cứu phương pháp xác định vị trí nút
mạng khơng dây, đồng thời triển khai xác định vị trí theo một (hoặc một số) phương
pháp cụ thể.
Như vậy đề tài gồm 2 phần chính:
+ Phần 1: Nghiên cứu các phương pháp định vị trong WSNs, tập trung vào kỹ thuật
RSSI.
+ Phần 2: Triển khai xác định vị trí thực hiện với các module xbee và dựa trên phương
pháp Min-Max; và đánh giá kết luận.

1.2 Nhiệm vụ luận văn
Nội dung 1: Tìm hiểu lý thuyết:
-


Đặc điểm mạng cảm biến không dây, ứng dụng.
1

SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

-

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

Các kỹ thuật định vị trong mạng cảm biến không dây, trọng tâm vào kỹ
thuật RSSI

-

Các phương pháp định vị trong kỹ thuật RSSI, thuật toán Min-Max

-

Chuẩn ZigBee và module xbee

Nội dung 2: Tiến hành thực hiện, khảo sát mơ hình định vị trong mạng cảm
biến không dây sử dụng module Xbee.

2
SVTH: Đào Văn Tiến Tài



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

2. LÝ THUYẾT
1.1 Tổng quan về mạng cảm biến không dây
Mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network) bao gồm một tập hợp các
thiết bị cảm biến sử dụng các liên kết không dây (vô tuyến, hồng ngoại hoặc quang
học) để phối hợp thực hiện nhiệm vụ thu thập thông tin dữ liệu phân tán với quy mô
lớn trong bất kỳ điều kiện và ở bất kỳ vùng địa lý nào.
Mạng cảm biến khơng dây có thể liên kết trực tiếp với nút quản lý giám sát trực
tiếp hay gián tiếp thông qua một điểm thu phát (Sink) và môi trường mạng công cộng
như Internet hay vệ tinh. Các nút cảm biến khơng dây có thể được triển khai cho các
mục đích chuyên dụng như điều khiển giám sát và an ninh; kiểm tra môi trường; tạo ra
không gian sống thông minh; khảo sát đánh giá chính xác trong nơng nghiệp; trong
lĩnh vực y tế; ... Lợi thế chủ yếu của chúng là khả năng triển khai hầu như trong bất kì
loại hình địa lý nào kể cả các mơi trường nguy hiểm khơng thể sử dụng mạng cảm biến
có dây truyền thống.
Các thiết bị cảm biến không dây liên kết thành một mạng đã tạo ra nhiều khả năng
mới cho con người. Các đầu đo với bộ vi xử lý và các thiết bị vô tuyến rất nhỏ gọn tạo
nên một thiết bị cảm biến khơng dây có kích thước rất nhỏ, tiết kiệm về khơng gian.
Chúng có thể hoạt động trong môi trường dày đặc với khả năng xử lý tốc độ cao.
Ngày nay, các mạng cảm biến không dây được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như
nghiên cứu vi sinh vật biển, giám sát việc chuyên chở các chất gây ô nhiễm, kiểm tra
giám sát hệ sinh thái và môi trường sinh vật phức tạp, điều khiển giám sát trong công
nghiệp và trong lĩnh vực quân sự, an ninh quốc phòng hay các ứng dụng trong đời
sống hàng ngày.
1.1.1. Cấu trúc mạng cảm biến không dây
Một mạng cảm biến không dây bao gồm số lượng lớn các nút được triển khai dày
đặc bên trong hoặc ở rất gần đối tượng cần thăm dị, thu thập thơng tin dữ liệu. Vị trí

các cảm biến khơng cần định trước vì vậy nó cho phép triển khai ngẫu nhiên trong các
vùng không thể tiếp cận hoặc các khu vực nguy hiểm. Khả năng tự tổ chức mạng và
cộng tác làm việc của các cảm biến không dây là những đặc trưng rất cơ bản của mạng
3
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

này. Với số lượng lớn các cảm biến không dây được triển khai gần nhau thì truyền
thơng đa liên kết được lựa chọn để công suất tiêu thụ là nhỏ nhất (so với truyền thông
đơn liên kết) và mang lại hiệu quả truyền tín hiệu tốt hơn so với truyền khoảng cách
xa.
Cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến không dây được thể hiện trên Hình1. Các nút
cảm biến được triển khai trong một trường cảm biến (sensor field). Mỗi nút cảm biến
được phát tán trong mạng có khả năng thu thập thông số liệu, định tuyến số liệu về bộ
thu nhận (Sink) để chuyển tới người dùng (User) và định tuyến các bản tin mang theo
yêu cầu từ nút Sink đến các nút cảm biến. Số liệu được định tuyến về phía bộ thu nhận
(Sink) theo cấu trúc đa liên kết khơng có cơ sở hạ tầng nền tảng (Multihop
Infrastructureless Architecture), tức là khơng có các trạm thu phát gốc hay các trung
tâm điều khiển. Bộ thu nhận có thể liên lạc trực tiếp với trạm điều hành (Task
Manager Node) của người dùng hoặc gián tiếp thông qua Internet hay vệ tinh
(Satellite).

Hình1 Cấu trúc cơ bản của mạng cảm biến không dây

Mỗi nút cảm biến bao gồm bốn thành phần cơ bản là: bộ cảm biến, bộ xử lý, bộ thu
phát không dây và nguồn điện. Tuỳ theo ứng dụng cụ thể, nút cảm biến cịn có thể có

các thành phần bổ sung như hệ thống tìm vị trí, bộ sinh năng lượng và thiết bị di động.
Các thành phần trong một nút cảm biến được thể hiện trên Hình2. Bộ cảm biến thường
gồm hai đơn vị thành phần là đầu đo cảm biến (Sensor) và bộ chuyển đổi tương tự/số
(ADC). Các tín hiệu tương tự được thu nhận từ đầu đo, sau đó được chuyển sang tín
4
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

hiệu số bằng bộ chuyển đổi ADC, rồi mới được đưa tới bộ xử lý. Bộ xử lý, thường kết
hợp với một bộ nhớ nhỏ, phân tích thơng tin cảm biến và quản lý các thủ tục cộng tác
với các nút khác để phối hợp thực hiện nhiệm vụ. Bộ thu phát đảm bảo thông tin giữa
nút cảm biến và mạng bằng kết nối khơng dây, có thể là vơ tuyến, hồng ngoại hoặc
bằng tín hiệu quang. Một thành phần quan trọng của nút cảm biến là bộ nguồn. Bộ
nguồn, có thể là pin hoặc ắcquy, cung cấp năng lượng cho nút cảm biến và không thay
thế được nên nguồn năng lượng của nút thường là giới hạn. Bộ nguồn có thể được hỗ
trợ bởi các thiết bị sinh điện, ví dụ như các tấm pin mặt trời nhỏ.
Hầu hết các công nghệ định tuyến trong mạng cảm biến và các nhiệm vụ cảm biến yêu
cầu phải có sự nhận biết về vị trí với độ chính xác cao. Do đó, các nút cảm biến
thường phải có hệ thống tìm vị trí. Các thiết bị di động đơi khi cũng cần thiết để di
chuyển các nút cảm biến theo yêu cầu để đảm bảo các nhiệm vụ được phân cơng.

Hình2 Các thành phần của nút cảm biến

1.1.2. Đặc điểm mạng cảm biến khơng dây:
-


Kích thƣớc vật lý nhỏ gọn

Kích thước và công suất tiêu thụ luôn chi phối khả năng xử lý, lưu trữ và tương
tác của các thiết bị cơ sở. Việc thiết kế các phần cứng cho mạng cảm biến phải chú
trọng đến giảm kích cỡ và cơng suất tiêu thụ với yêu cầu nhất định về khả năng hoạt
động. Việc sử dụng phần mềm phải tạo ra các hiệu quả để bù lại các hạn chế của phần
cứng.
5
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

-

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

Hoạt động đồng thời với độ tập trung cao

Hoạt động chính của các thiết bị trong mạng cảm biến là đo lường và vận
chuyển các dịng thơng tin với khối lượng xử lý thấp, gồm các hoạt động nhận lệnh,
dừng, phân tích và đáp ứng. Vì dung lượng bộ nhớ trong nhỏ nên cần tính tốn rất kỹ
về khối lượng cơng việc cần xử lý và các sự kiện mức thấp xen vào hoạt động xử lý
mức cao. Một số hoạt động xử lý mức cao sẽ khá lâu và khó đáp ứng tính năng thời
gian thực. Do đó, các nút mạng phải thực hiện nhiều công việc đồng thời và cần phải
có sự tập trung xử lý cao độ.
-

Khả năng liên kết vật lý và phân cấp điều khiển hạn chế


Tính năng điều khiển ở các nút cảm biến khơng dây cũng như sự tinh vi của
liên kết xử lý - lưu trữ - chuyển mạch trong mạng cảm biến không dây thấp hơn nhiều
trong các hệ thống thông thường. Điển hình, bộ cảm biến hay bộ chấp hành (actuator)
cung cấp một giao diện đơn giản trực tiếp tới một bộ vi điều khiển chip đơn (đảm bảo
tiêu thụ điện thấp nhất). Ngược lại, các hệ thống thông thường, với các hoạt động xử lý
phân tán, đồng thời kết hợp với một loạt các thiết bị trên nhiều mức điều khiển được
liên hệ bởi một cấu trúc bus phức tạp.
-

Tính đa dạng trong thiết kế và sử dụng

Các thiết bị cảm biến được nối mạng có khuynh hướng dành riêng cho ứng
dụng cụ thể, tức là mỗi loại phần cứng chỉ hỗ trợ riêng cho ứng dụng của nó. Vì có
một phạm vi ứng dụng cảm biến rất rộng nên cũng có thể có rất nhiều kiểu thiết bị vật
lý khác nhau. Với mỗi thiết bị riêng, điều quan trọng là phải dễ dàng tập hợp phần
mềm để có được ứng dụng từ phần cứng. Như vậy, các loại thiết bị này cần một sự
điều chỉnh phần mềm ở một mức độ nào đó để có được hiệu quả sử dụng phần cứng
cao. Môi trường phát triển chung là cần thiết để cho phép các ứng dụng riêng có thể
xây dựng trên một tập các thiết bị mà không cần giao diện phức tạp. Ngồi ra, cũng có
thể chuyển đổi giữa phạm vi phần cứng với phần mềm trong khả năng cơng nghệ.
-

Hoạt động tin cậy

Các thiết bị có số lượng lớn, được triển khai trong phạm vi rộng với một ứng
dụng cụ thể. Việc áp dụng các kỹ thuật mã hóa sửa lỗi truyền thống nhằm tăng độ tin
cậy của các đơn vị riêng lẻ bị giới hạn bởi kích thước cảm biến và cơng suất. Việc tăng
6
SVTH: Đào Văn Tiến Tài



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

độ tin cậy của các thiết bị lẻ là điều cốt yếu. Thêm vào đó, chúng ta có thể tăng độ tin
cậy của ứng dụng bằng khả năng chấp nhận và khắc phục được sự hỏng hóc của thiết
bị đơn lẻ. Như vậy, hệ thống hoạt động trên từng nút đơn khơng những mạnh mẽ mà
cịn dễ dàng phát triển các ứng dụng phân tán tin cậy.
1.1.3. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây:
-

Giám sát và điều khiển công nghiệp

Đặc thù của giám sát và điều khiển công nghiệp là mơi trường nhiễu lớn, khơng
địi hỏi lượng lớn dữ liệu thông tin được truyền tải nhưng yêu cầu rất cao về độ tin cậy
và đáp ứng thời gian thực. Mạng cảm biến không dây được ứng dụng trong lĩnh vực
này chủ yếu phục vụ việc thu thập thông tin, giám sát trạng thái hoạt động của hệ
thống, như trạng thái các van, trạng thái thiết bị, nhiệt độ và áp suất của nguyên liệu
được lưu trữ, … Ngoài ra, trong một số ứng dụng điều khiển trên diện rộng thì mạng
cảm biến khơng dây cũng thể hiện nhiều tính năng vượt trội. Đó là hệ thống điều khiển
khơng dây ánh sáng quảng cáo. Rất nhiều chi phí trong q trình cài đặt các bóng đèn
trong một tồ nhà lớn (các chuyển mạch có dây, các bóng đèn được bật/tắt cùng nhau,
điều khiển bóng đèn, …). Một hệ thống khơng dây có tính mềm dẻo có thể tận dụng
một bộ điều khiển từ xa có thể được lập trình để điều khiển một số lượng các bóng đèn
trong một theo nhiều cách khác nhau gần như vô hạn, trong khi vẫn cung cấp mức độ
an ninh được yêu cầu bởi một bộ phận lắp đặt quảng cáo. Hay việc sử dụng các mạng
cảm biến không dây trong các ứng dụng an tồn cơng nghiệp. Các mạng cảm biến
khơng dây có thể tận dụng các cảm biến để phát hiện sự hiện diện của các chất độc hại
hoặc các vật liệu nguy hiểm, cung cấp quá trình phát hiện và nhận dạng sớm các khe

hở hoặc phát hiện tràn các tác nhân hoá học hoặc sinh học trước khi thiệt hại nghiêm
trọng có xảy ra (và trước khi các chất vượt ra ngồi vùng kiểm sốt). Bởi vì mạng
khơng dây có thể sử dụng các thuật tốn định tuyến phân tán, có nhiều đường định
tuyến, và có thể tự chữa trị và tự duy trì, chúng có thể co giãn trong mặt ngồi của q
trình bùng nổ hoặc các thiệt hại khác đến máy công nghiệp, cung cấp các thẩm quyền
với thông tin trạng thái máy quyết định dưới các điều kiện rất khó. Trong một ứng
dụng khác, đó là q trình giám sát và điều khiển cơ cấu quay hoặc chuyển động trong
không gian là một lĩnh vực khá phù hợp với các mạng cảm biến không dây (máy bay,
vật thể bay …). Với ứng dụng khác trong lĩnh vực này của các mạng cảm biến không
7
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

dây là hệ thống nồi hơi, thơng hơi và điều hịa khơng khí (HVAC) của các tồ nhà.
Một hệ thống HVAC được trang bị với các bộ ổn nhiệt và chống rung không dây sẽ
mang lại hiệu quả bảo vệ con người tốt hơn nếu cũng hệ thống HVAC đấy mà chỉ
được trang bị một bộ ổn nhiệt đơn có dây.
-

Tự động hố gia đình và điện dân dụng

Gia đình là không gian ứng dụng rất lớn cho các mạng cảm biến không dây.
SmartHome là thuật ngữ để chỉ một ngôi nhà thơng minh với sự ứng dụng tồn diện
của các thiết bị cảm biến không dây. Một ứng dụng được điều khiển chung từ xa, một
PDA (Personal Digital Assistant) có thể điều khiển TV, máy nghe DVD, dàn âm thanh
nổi và các thiết bị điện tử gia đình khác hay các bóng đèn, các cánh cửa, và các ổ khố

cũng được trang bị với kết nối mạng cảm biến không dây. Với điều khiển chung từ xa,
một bộ có thể điều khiển ngơi nhà từ tiện ích trên ghế. Tuy nhiên, khả năng hấp dẫn
nhất đến từ sự kết hợp nhiều dịch vụ, giống như các cánh cửa tự động đóng khi TV
được bật, hoặc có thể tự động ngưng hệ thống giải trí gia đình khi một cuộc được nhận
trên máy điện thoại hoặc chng cửa kêu. Mục đích lớn của các mạng cảm biến khơng
dây trong gia đình được mong chờ là mức tiêu thụ điện thấp là điều kiện thiết yếu của
các mạng cảm biến không dây. Ứng dụng khác trong gia đình là việc hỗ trợ các dịch
vụ gia đình trên ơtơ. Với các mạng cảm biến khơng dây, ổ khố khơng dây, các cảm
biến cửa ra vào và cửa sổ, và các bộ điều khiển bóng đèn khơng dây, chủ nhà có một
thiết bị tương tự như một key-fob với một nút bấm. Khi bấm nút, thiết bị khoá tất cả
các cửa ra vào và cửa sổ trong nhà, tắt hầu hết các bóng đèn trong nhà (trừ một vài
bóng đèn ngủ), bật các bóng đèn an toàn ngoài nhà, và thiết lập hệ thống HVAC đến
chế độ ngủ. Người sử dụng nhận một tiếng beep một lần hồi đáp thể hiện tất cả đã thực
hiện thành cơng, và nghỉ ngơi hồn tồn, như vậy ngơi nhà an tồn. Khi một cánh cửa
hỏng khơng thể mở, hoặc vấn đề tồn tại, một màn hình hiển thị trên thiết bị chỉ thị nơi
bị hỏng.
-

Triển vọng của mạng cảm biến không dây trong quân sự

Các mạng cảm biến không dây là một phần không thể thiếu trong các ứng dụng
quân sự ngày nay với các hệ thống mệnh lệnh, điều khiển, thu thập tin tức tình báo
truyền thơng, tính tốn, theo dõi kẻ tình nghi, trinh sát và tìm mục tiêu. Các đặc tính
8
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa


triển khai nhanh chóng, tự tổ chức và khả năng chịu đựng lỗi của các mạng cảm biến
cho thấy đây là một công nghệ đầy triển vọng trong lĩnh vực quân sự. Vì các mạng
cảm biến dựa trên cơ sở triển khai dày đặc với các nút giá rẻ và chỉ dùng một lần, việc
bị địch phá huỷ một số nút không ảnh hưởng tới hoạt động chung như các cảm biến
truyền thống nên chúng tiếp cận chiến trường tốt hơn. Một số ứng dụng của mạng cảm
biến là: kiểm tra lực lượng, trang bị, đạn dược, giám sát chiến trường, trinh sát vùng và
lực lượng địch, tìm mục tiêu, đánh giá thiệt hại trận đánh, trinh sát và phát hiện các vũ
khí hóa học - sinh học - hạt nhân.
-

Mạng cảm biến không dây trong y tế và giám sát sức khoẻ

Một số ứng dụng trong y tế của mạng cảm biến không dây là cung cấp khả năng
giao tiếp cho người khuyết tật; kiểm tra tình trạng của bệnh nhân; chẩn đoán; quản lý
dược phẩm trong bệnh viện; kiểm tra sự di chuyển và các cơ chế sinh học bên trong
của cơn trùng và các lồi sinh vật nhỏ khác; kiểm tra từ xa các số liệu về sinh lý con
người; giám sát, kiểm tra các bác sĩ và bệnh nhân bên trong bệnh viện.
-

Mạng cảm biến không dây với môi trƣờng và ngành nông nghiệp

Một số các ứng dụng về môi trường của mạng cảm biến không dây bao gồm
theo dõi sự di chuyển của các loài chim, lồi thú nhỏ, cơn trùng; kiểm tra các điều kiện
mơi trường ảnh hưởng tới mùa màng và vật ni; tình trạng nước tưới; các công cụ vĩ
mô cho việc giám sát mặt đất ở phạm vi rộng và thám hiểm các hành tinh; phát hiện
hóa học, sinh học; tính tốn trong nơng nghiệp; kiểm tra mơi trường khơng khí, đất
trồng, biển; phát hiện cháy rừng; nghiên cứu khí tượng và địa lý; phát hiện lũ lụt; vẽ
bản đồ sinh học phức tạp của môi trường và nghiên cứu ô nhiễm môi trường. Các ứng
dụng của các mạng cảm biến không dây cũng được sử dụng trên các trang trại chăn

nuôi. Người chăn ni có thể sử dụng các mạng cảm biến trong q trình quyết định vị
trí của động vật trong trang trại và với các cảm biến được gắn theo mỗi động vật, xác
định yêu cầu cho các phương pháp điều trị để phòng chống các động vật ký sinh.
Người chăn ni lợn hoặc gà có các đàn trong các chuồng ni mát, thống khí. Mạng
cảm biến khơng dây có thể được sử dụng cho việc giám sát nhiệt độ khắp chuồng ni,
đảm bảo an tồn cho đàn.
1.1.4. Kết luận
9
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

Các mạng cảm biến khơng dây với chi phí đầu tư thấp, tiêu thụ ít điện năng, cho
phép triển khai trong nhiều điều kiện địa hình khí hậu phức tạp, đặc biệt là khả năng tự
tổ chức mạng, khả năng xử lý cộng tác và chịu được các hư hỏng sự cố đã tạo ra một
triển vọng ứng dụng đầy tiềm năng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Mạng cảm biến
không dây phục vụ đa dạng các mục tiêu không chỉ thu thập thơng tin dữ liệu mà cịn
điều khiển và giám sát hệ thống trên phạm vi rộng lớn. Tuy nhiên để triển khai mạng
cảm biến không dây, người thiết kế hệ thống cần phải nắm bắt được những nhân tố tác
động đến mạng, những nhược điểm của mạng cần phải được khắc phục, cần quan tâm
đến các tham số mạng, … cần có sự mơ phỏng đánh giá để từ đó có thể thiết kế hệ
thống theo cách tối ưu nhất.
1.2. Các kỹ thuật định vị trong mạng cảm biến không dây
Việc định vị trong mạng cảm biến không dây luôn là vấn đề được quan tâm
trong nhiều năm gần đây. Xác định chính xác vị trí của nút mạng sẽ giúp ích vào việc
định tuyến, tiết kiệm năng lượng từ từ đó duy trì tuổi thọ cho nút mạng và tồn mạng.
Một số các ví dụ về ứng dụng cần biết vị trí của các nút mạng.

-

Để xác định định chất lượng phủ sóng trong mạng cảm biến, vị trí của các nút phải
được biết đến.

-

Khi sử dụng định tuyến bằng đồ thị, các nút phải biết vị trí của chúng để xác định
hướng để chuyển tiếp thơng điệp.

-

Trong các sự kiện phát hiện hoặc theo dõi các mục tiêu, các cảm biến phải biết
được vị trí của chúng để tính tốn sự di chuyển.

-

Để giúp hướng dẫn qua một chướng ngại, các cảm biến phải biết được vị trí.
Các kỹ thuật định vị có thể được chia thành ba kỹ thuật chính: triangulation

(tam giác), proximity (gần gũi) và scene analysis (phân tích cảnh). Ta tập trung vào
các kỹ thuật tam giác, gồm một số kỹ thuật định vị thường sử dụng là: Kỹ thuật cường
độ tín hiệu nhận (RSSI- Received Signal Strength Indication), Kỹ thuật Thời gian
đến/Thời gian đến khác biệt (ToA- Time of Arrival/TDoA- Time Difference of
Arrival), Kỹ thuật góc đến (AoA- Angle of Arrival)
1.2.1. Kỹ thuật RSSI:

10
SVTH: Đào Văn Tiến Tài



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

RSSI (Received Signal Strength Indication), cường độ tín hiệu nhận được sẽ chỉ
ra khoảng cách dựa vào một số mơ hình. Ta dùng mơ hình log-normal shadowing:
Pr(d) [dBm] = Pr(d0) [dBm] – 10n log10(d/d0) + 𝒙 𝝈 [dBm]
d là khoảng cách giữa nút phát và thu
d0 biểu thị khoảng cách tham chiếu
Pr(d) biểu thị công suất nhận được ở khoảng cách d
Pr(d0) biểu thị công suất nhận của điểm với khoảng cách tham chiếu d0
n biểu thị hệ số suy giảm theo cấp số nhân với khoảng cách có liên quan đến
môi trường
x𝜎 đại diện cho nhiễu Gauss ngẫu nhiên, phản ánh sự thay đổi công suất khi
khoảng cách cố định
Để đơn giản, bỏ qua x𝜎, chọn d0=1m, lúc đó Pr(d0) là tín hiệu cơng suất nhận
được từ khoảng cách 1m, ký hiệu là A, Pr(d) ký hiệu RSS (received signal strength).
Ta có cơng thức:
RSS = A - 10n log d
Từ đó ta tính được khoảng cách d mong muốn.
Hình3 minh họa kỹ thuật RSSI, cường độ tín hiệu giảm dần khi khoảng cách
lớn dần.

Hình3 Kỹ thuật RSSI

11
SVTH: Đào Văn Tiến Tài



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

Hình4 Hàm phân bố mật độ xác suất lỗi

Kỹ thuật RSSI không cần phần cứng bổ sung như các kỹ thuật khác, tuy nhiên
nó lại chịu ảnh hưởng rất lớn từ mơi trường truyền, từ các loại nhiễu, ta có thể thấy
phân bố xác suất lỗi ở Hình4. Tuy vậy kỹ thuật RSSI được áp dụng rộng rãi trong các
mạng cảm biến vì sự đơn giản của nó về mặt kỹ thuật và về mặt phần cứng đi kèm.
1.2.2. Kỹ thuật TOA:
Time of Arrival (TOA), hoặc còn gọi là Time of Flight (ToF), là thời gian đi lại
của một tín hiệu vô tuyến từ một nguồn phát đơn đến một nguồn nhận đơn ở xa. Bởi vì
có mối quan hệ giữa vận tốc truyền và thời gian đến cho nên ta xác định được khoảng
cách dựa vào thời gian đến. Vận tốc truyền có thể tính là trong chân khơng hoặc được
hiệu chỉnh nếu truyền qua môi trường khác.
TOA sử dụng thời gian tuyệt đối tại một trạm cơ sở nhất định. Khoảng cách có
thể tính trực tiếp từ thời gian đến với vận tốc biết trước. Quỹ tích của các điểm này là
các đường trịn hoặc các hình cầu. Ta cần ít nhất ba trạm để xác định vị trí của một
điểm.
Nhiều hệ thống phát thanh, bao gồm GPS sử dụng TOA.
Việc đồng bộ giữa các trạm với trạm tham chiếu là rất quan trọng. Có thể đồng
bộ theo nhiều cách khác nhau, như: đồng bộ chính xác cả 2 bên, dùng 2 sóng mang có
2 tần số khác nhau, thơng qua đo lường hoặc kích hoạt từ một điểm tham chiếu chung,
hoặc có thể khơng đồng bộ trực tiếp mà sẽ bù thêm vào sự khác pha giữa 2 đồng hồ.

12
SVTH: Đào Văn Tiến Tài



Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa

Trong kỹ thuật TOA cần phần cứng bổ sung để đảm bảo sự đồng bộ giữa bên
thu và bên phát. Chỉ cần một chút sai sót về thời gian có thể dẫn đến ước lượng khoảng
sai rất lớn

Hình5 Kỹ thuật ToA

1.2.3. Kỹ thuật TDOA:
Time Difference of Arrival (TDOA) sử dụng 2 tín hiệu với 2 vận tốc truyền
khác nhau, chẳng hạn như dùng sóng siêu âm và sóng phát thanh radio. Ta có thể từ
chênh lệch thời gian đến để xác định được chênh lệch khoảng cách.
Quỹ tích của nó sẽ là các đường hyperbol hoặc các mặt hyberboloid. Muốn xác
định vị trí một điểm ta cần ít nhất 3 cặp trạm tham chiếu.
TDOA cũng gặp những hạn chế như TOA đó là cần phần cứng bổ sung, các
phần cứng này khá đắt và tốn năng lượng. Nếu định thì sai nhỏ thì sẽ dẫn đến ước
lượng khoảng cách sai lớn.

Hình6 Kỹ thuật TDOA

1.2.4. Kỹ thuật AOA
13
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


Luận văn tốt nghiệp khóa 2010

GVHD: Thầy Tạ Trí Nghĩa


Angle of Arrival (AoA) là một phương pháp để xác định hướng truyền của một
sóng vơ tuyến bất kỳ trên một mảng ăng-ten. AoA có thể xem là bổ sung cho TOA và
TDOA. AoA xác định phương hướng bằng cách đo thời gian khác biệt của đến
(TDOA) tại từng thành phần của mảng, từ những sự chậm trễ ta có thể được tính tốn
được AoA. Nói chung, phép đo TDOA được thực hiện bằng cách đo sự khác biệt trong
pha đến tại mỗi thành phần của mảng anten. Có thể nói đây là đảo của beamforming
(Beamforming là một công nghệ tập trung tín hiệu và cho nó hướng trực tiếp vào mục
tiêu cụ thể, trong đó mỗi thành phần của mảng ăngten sẽ được chỉnh cho một độ trễ
nhất định, để cuối cùng chỉnh được hướng của ăngten). Trong AoA, độ trễ đến tại mỗi
thành phần sẽ được đo trực tiếp và chuyển thành phép đo AoA.
Ví dụ, hai thành phần của mảng cách nhau một khoảng bằng nửa bước sóng
dùng để truyền. Nếu sóng tới mảng tại vùng “búp chính trước” (boresight) thì hai
thành phần này sẽ nhận được đồng thời, tức là khác pha 00 ứng với 0o AoA. Nếu sóng
tới tại broadside thì sẽ khác pha 180o, tương ứng với 900 AoA.
AoA được ứng dụng rộng rãi trong việc định vị trong mạng di động. Tại mỗi
trạm cơ sở sẽ tính tốn AoA của tín hiệu di động, và những thông tin này sẽ được kết
hợp với nhau (nhiều trạm kết hợp lại) để xác định vị trí của một thuê bao.
AoA cũng thường được dùng để phát hiện vị trí của một đài phát trái phép hay
bất kỳ đài phát quân sự nào.
AoA đòi hỏi các trạm phải có thiết bị đo góc được nên nó ít được dùng trong
các mạng cảm biến quy mô lớn.

14
SVTH: Đào Văn Tiến Tài


×