Nghiên cứu mạng cảm biến không dây, xây dựng hệ thống cảnh báo cháy cho công ty may 10_2

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 1 of 95.

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả và số liệu trong: Luận văn “Nghiên cứu mạng cảm
biến không dây, xây dựng hệ thống cảnh báo cháy cho công ty may 10 – khu công
nghiệp Tân Liên” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được sự giúp đỡ và hướng
dẫn tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Trọng Đức.
Trong quá trình làm đề tài này, tôi nhận được sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy
giáo, chính vì sự nhiệt tình đó của thầy đã giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Mọi sự giúp đỡ cho việc thự hiện luận văn này đã được cám ơn và thông tin
trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ ràng và được phép công bố

Hải Phòng, ngày 10 tháng 9 năm 2016

Phạm Chí Minh

i

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 2 of 95.

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiệm cứu để hoàn thành luận văn này, em đã
nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo. Với lòng kính trọng và biết ơn
sâu sắc, em xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới:
Ban giám hiệu, Viện đào tạo sau đại học, khoa Tin học trường Đại học Hàng
Hải Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình học tập và
hoàn thành luận văn. Thầy giáo: TS Nguyễn Trọng Đức, người thầy kính mến đã
hết lòng giúp đỡ, dạy bảo động viên, đôn đốc và tạo điều kện thuận lợi cho em

trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy cô, các anh, chị và các bạn
đi trước, đã nghiên cứu về mạng cảm biến không dây, nhờ đó mà tôi đã có được
thông tin bổ sung hữu ích cần thiết trong công việc của mình.

Hải Phòng, ngày 10 tháng 9 năm 2016

Phạm Chí Minh

ii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 3 of 95.

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU .......................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
Chương 1. MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY ....................................................... 4
1.1. Mạng cảm biến không dây............................................................................ 4
1.1.1. Mô hình kiến trúc mạng cảm biến không dây ........................................ 4
1.1.2. Chức năng và thành phần ......................................................................... 7
1.1.3. Truyền thông trong mạng cảm biến .......................................................... 8
1.1.4. Các chuẩn truyền thông trong mạng cảm biến ....................................... 12
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động mạng cảm biến không dây ..... 13

1.1.6. Giao thức mạng cảm biến không dây ..................................................... 15
1.2. Những đặc trưng và ứng dụng của mạng cảm biến không dây .................. 16
1.2.1. Đặc trưng .............................................................................................. 16
1.2.2. Ứng dụng .............................................................................................. 16
1.3. Kết luận chương.......................................................................................... 18
Chương 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG....................................................................... 19
2.1. Mô hình kiến trúc hệ thống ........................................................................... 19
2.1.1. Các thành phần của hệ thống .................................................................. 19
2.1.2. Yêu cầu của hệ thống .............................................................................. 20
2.1.3. Mô hình kiến trúc của bộ phát ................................................................ 20
2.1.4. Hệ thống thu tín hiệu............................................................................... 21
2.1.5. Chức năng hệ thống ................................................................................ 21
2.2. Thuật toán điều khiển hệ thống ..................................................................... 22
2.2.1. Thuật toán bộ phát .................................................................................. 22
2.2.2. Thuật toán điều khiển bộ thu .................................................................. 23
2.2.3. Lưu đồ hệ thống và ngôn ngữ lập trình................................................... 24
iii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 4 of 95.

Chương 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG .................................................................... 26
3.1. Lựa chọn thiết bị ........................................................................................... 26
3.1.1. Arduino Nano V3 .................................................................................... 26
3.1.2. Bộ Vi điều khiển ..................................................................................... 28
3.1.3. Bộ chuyển đổi dữ liệu ADC.................................................................... 30
3.1.4. Cảm biến nhiệt độ DS18B20 .................................................................. 34
3.1.5. Cảm biến khói MQ-5 .............................................................................. 37

3.1.6. Module thu – phát RF NRF24L01 .......................................................... 38
3.2. Lắp ghép các thiết bị thành nút mạng cảm biến không dây.......................... 43
3.3. Lắp ghép các thiết bị thành bộ thu sóng RF.................................................. 44
3.4. Mô phỏng hệ thống trên phần mềm .............................................................. 45
3.5. Kết nối hệ thống ............................................................................................ 46
3.6. Kiểm thử chương trình .................................................................................. 49
3.7. Kết luận và hướng phát triển. ........................................................................ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 51

iv

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 5 of 95.

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
Từ viết tắt

Giải thích

WSN

Wireless Sensor Networks

N

Node

IoT

Internet of Things

MAC

Media Access Control

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

FFDs

Full Functional Dependencien

RFDs

Reduced-function Devices

WoT

Web of Things

WSNs

Wirless Sensor Networks

ADC

Analog Digital Converter

RF

Radio frequency

LCD

Liquid crystal display

FTDI

Future Technology Devices Internationa

RISC

Reduced Instructions Set Computer

EEPROM

Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

JTAG

Joint Test Action Group

PWM

Pulse Width Modulation

USART

Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter

v

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 6 of 95.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Số trang

Bảng 3.1 Giá trị số ngõ ra sau khi giải mã

32

Bảng 3.2 Bảng cấu hình tốc độ truyền công suất phát

42

Bảng 3.3 Bảng mã CRC, truyền nhận

42

vi

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 7 of 95.

Hình số

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình

Số trang

Hình 1.1

Mô hình kiến trúc mạng

6

Hình 1.2

Các thành phần của một nút cảm ứng

8

Hình 1.3

Định tuyến điểm - điểm của mạng cảm biến

9

Hình 1.4

Định tuyến điểm - đa điểm của mạng cảm biến

10

Hình 1.5

Định tuyến Đa điểm - điểm của mạng cảm biến

11

Hình 1.6

Giao thức mạng cảm biến không dây

15

Hình 2.1

Kiến trúc hệ thống bộ thu - phát trung tâm

19

Hình 2.2

Mô hình kiến trúc của bộ phát

20

Hình 2.3

Mô hình kiến trúc của bộ thu

21

Hình 2.4

Lưu đồ thuật toán bộ phát

22

Hình 2.5

Lưu đồ thuật toán bộ thu

23

Hình 2.6

Lưu đồ mô phỏng hệ thống

25

Hình 3.1

Sơ đồ chân của Arduino Nano V3

26

Hình 3.2

ATmega328P và sơ đồ chân kết nối

28

Hình 3.3

Mạch flash ADC với 4 bộ so sánh

31

Hình 3.4

Tạo nguồn AVCC từ VCC

34

Hình 3.5

Module cảm biến nhiệt độ DS18B20

35

Hình 3.6

Kết nối phần cứng

36

Hình 3.7

Chế độ nguồn và data chung

36

Hình 3.8

Chế độ nguồn ngoài

36

Hình 3.9

Cảm biến khói MQ-5

37

Hình 3.10

Sơ đồ phần cứng

38

Hình 3.11

Module thu phát RF NRF24L01

39

Hình 3.12

Sơ đồ kết nối NRF24L01 với vi điều khiển

39

Hình 3.13

Cảm biến khói MQ-5

43

vii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 8 of 95.

Hình 3.14

Cảm biến nhiệt độ DS18B20

43

Hình 3.15

Bộ thu phát RF NRF24L01

44

Hình 3.16

Arduino Nano V3

44

Hình 3.17

Mạch được hàn các chân để kết nối các module

44

Hình 3.18

Nút cảm biến không dây

44

Hình 3.19

Arduino Nano V3

45

Hình 3.20

Bộ thu phát RF NRF24L01

45

Hình 3.21

Mạch được hàn các chân để kết nối các Module

45

Hình 3.22

Bộ thu sóng RF

45

Hình 3.23

Giao diện lập trình Visual Studio 2013

46

Hình 3.24

Kết nối bộ thu vào máy tính

46

Hình 3.25

Giao diện bắt đầu chạy chương trình

47

Hình 3.26

Nhiệt độ được lưu vào file Notepad

48

Hình 3.27

Giao diện quản lý trên Windows

48

Hình 3.28

Giao diện khi phát hiện có khói

48

Hình 3.29

Mô hình thử nghiệm

49

viii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 9 of 95.

MỞ ĐẦU
 Tính cần thiết của đề tài
Ngày nay cùng với sự phát triển rất mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói
chung và ngành Điện tử Viễn thông nói riêng, mạng cảm biến không dây ra đời là
một trong những thành tựu cao của Khoa học Công nghệ. Một trong các lĩnh vực
của mạng cảm biến không dây là sự kết hợp của việc cảm biến, tính toán và truyền
thông vào trong các thiết bị nhỏ gọn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người
cũng như phục vụ ngày một tốt hơn cho lợi ích của con người, làm cho con người
không mất quá nhiều sức lực, nhân công nhưng hiệu quả công việc vẫn cao.
Sức mạnh của mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network) nằm ở
chỗ khả năng triển khai một số lượng lớn các thiết bị nhỏ có khả năng tự thiết lập
cấu hình của hệ thống. Sử dụng những thiết bị này để theo dõi theo thời gian thực,
cũng có thể để giám sát điều kiện môi trường, theo dõi cấu trúc hoặc tình trạng
thiết bị....
Nghiên cứu mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network)Bao gồm
những thiết bị cảm biến sử dụng để liên kết không dây như (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 không dây có thể liên kết trực tiếp với nút quản lý giám sát trực tiếp nó, hay
gián tiếp thông qua một điểm thu phát nút (Sink) và môi trường mạng công cộng
như Internet hay vệ tinh. Các nút cảm biến không 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 nông
nghiệp, trong lĩnh vực y tế, quân sự .... Lợi thế chủ yếu của của mạng cảm biến
không dây là chúng ta có thể triển khai hầu như trong bất kỳ vị trí và loại hình địa
lý nào kể cả các môi trường nguy hiểm không thể sử dụng mạng cảm biến có dây
truyền thống. Các thiết bị của mạng 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
1

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 10 of 95.

thiết bị vô tuyến rất nhỏ, gọn tạo nên một thiết bị cảm biến không dây có kích
thước rất nhỏ, tiết kiệm về không gian. Chúng có thể hoạt động trong môi trường
nhiễu sóng, 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, cảnh báo
cháy trong đời sống, giám sát việc chuyên chở các chất gây ô nhiễm, 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. Vậy mạng không dây có rất nhiều ứng dụng
trong thực tiễn, trong đó định tuyến là rất quan trọng, nó đảm bảo được nhiều tiêu
chí: Phân cụm, phân cấp, tính năng lượng còn lại của các nút và thời gian hoạt
động của các nút mạng. Vì vậy mạng cả biến không dây rất là quan trọng trong
lĩnh vực thu thập dữ liệu cảnh báo cháy trong đời sống, nó có tinh năng ưu việt hơn
các hệ thống mạng khác. Vì vậy em chọn đề tài “Nghiên cứu mạng cảm biến
không dây, xây dựng hệ thống cảnh báo cháy trong khu công nghiệp”.
 Mục đích nghiên cứu
- Tìm hiểu về mạng máy tính, công nghệ mạng không dây.
- Nghiên cứu công nghệ mạng cảm biến
- Xây dựng mô hình ứng dụng mạng cảm biến không dây.
 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu các ứng dụng trên nền tảng mạng cảm biến.
- Đề tài nghiên cứu môi trường truyền dữ liệu của các node trong một
phạm vi nhỏ, trong một lĩnh vực cụ thể.
 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong thực tế. Tiến hành theo các
bước sau:
- Thu thập dữ liệu
-

Phân tích các tài liệu và thông tin liên quan

- Mô phỏng và xây dựng ứng dụng
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

2

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 11 of 95.

Mạng cảm biến không dây (Wirless Sensor Networks) với đặc điểm nhỏ
gọn, tiêu thụ ít năng lượng và ngày càng được ứng dụng và phát triển rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực xã hội như: An ninh, quốc phòng, công nghiệp, nông lâm
nghiệp, y tế và dân dụng.
Tuy nhiên, với đặc điểm truyền thông không dây đa chặng, nên những vấn
đề như nhiễu đường, mất tín hiệu trong quá trình truyền, gây ảnh hưởng đến hiệu
năng của quá trình truyền thông trong mạng cảm biến không dây.
Trong thời gian qua, nhiều đề tài nghiên cứu đã chỉ ra rằng yếu tố ảnh hưởng
lớn nhất đến chất lượng truyền thông trong mạng cảm biến không dây đó chính là
chất lượng tín hiệu truyền.Bởi vậy, việc xác định chất lượng truyền thông là công
việc rất quan trọng trong việc truyền dữ liệu trong mạng cảm biến không dây.
Chính vì thế, chủ đề nghiên cứu của em về lĩnh vực chất lượng truyền tín
hiệu thông qua mạng cảm biến không dây và tuổi thọ lâu dài của dàn mạng cảm

biến không dây, cũng gống như ta đi xây dựng kỹ thuật để xác định chất lượng
truyền tối ưu.
Xuất phát từ xu hướng trên, đề tài “Nghiên cứu mạng cảm biến không dây,
xây dựng hệ thống cảnh báo cháy cho công ty may 10 – khu công nghiệp Tân
Liên" không chỉ có mục tiêu nghiên cứu mà còn đánh giá sự tồn tại lâu dài của của
hệ thống mạng. Kết quả của luận văn sẽ làm nền tảng cho hướng nghiên cứu tiếp
theo về chủ đề mạng cảm biến không dây.

3

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 12 of 95.

Chương 1.MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
1.1.

Mạng cảm biến không dây
Trong những năm qua, với những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ thông

tin, công nghệ vi điện tử, công nghệ truyền thông đã tạo thuận lợi và xu thế hội tụ
công nghệ, trong các hệ thống hiện đại với nhiều khả năng, và thông minh hơn.
Ứng dụng những thành tựu của công nghệ thông tin và các thiết bị cảm biến
mà hệ thống đưa ra những đáp đó ứng phù hợp với công việc. Bởi vậy, việc phát
triển công nghệ cảm biến sẽ đem lại nhiều khả năng và phạm vi ứng dụng cho các
hệ thống hiện đại đó.
Bên cạnh đó, với xu thế IoT (Internet of Things) và WoT (Web of Things)
đã mở ra nhiều thuận lợi và lợi ích cho việc nghiên cứu, xây dựng và triển khai
mạng hệ thống thông minh trên toàn cầu. Chính điều này đã đặt ra yêu cầu cần

phải liên kết các nút cảm biến với nhau để tạo ra mạng cảm biến không dây WSN
(Wirless Sensor Networks) nhằm mở rộng phạm vi, kế thừa dữ liệu, nâng cao khả
năng tính kinh tế trong quá trình triển khai hệ thống. Mạng cảm biến không dây có
thể hiểu đơn giản là sự liên kết và kết nối giữa các nút cảm biến với nhau, nhằm để
trao đổi thông tin và đáp ứng yêu cầu người dùng. Mỗi nút cảm biến không dây
bao gồm một bộ thu phát vô tuyến, một bộ vi xử lý, và các cảm biến. Mạng cảm
biến không dây sẽ liên kết các nút trong đó các nút cảm biến trao đổi với nhau
thông qua giao tiếp không dây và các nút trong mạng thường là các (thiết bị) đơn
giản, nhỏ gọn, giá thành thấp, đa chức năng, công suất tiêu thụ thấp và có một
phạm vi hoạt động lớn có thể liên kết với các mạng khác để tạo ra mạng cảm biến
có phạm vi rộng lớn hơn. Các nút cảm biến có thể sử dụng nguồn năng lượng hạn
chế (pin), nên có giới hạn về thời gian hoạt động. Các nút cảm biến này có nhiệm
vụ cảm nhận, đo đạc, tín hiệu, thu thập, hoặc đáp ứng yêu cầu của người dùng, như
theo dõi, chụp ảnh, bật tắt hệ thống, thiết bị điện, hay ở chế độ ngủ.
Mạng cảm biến vô tuyến (WSN) có thể hiểu đơn giản là mạng liên kết các
nút với nhau bằng kết nối sóng vô tuyến trong đó các nút mạng thường là các (thiết
bị) đơn giản, nhỏ gọn, giá thành thấp..., và có số lượng lớn, được phân bổ một cách
4

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 13 of 95.

không có hệ thống (non-topology) trên một diện tích rộng, sử dụng nguồn năng
lượng hạn chế là (pin), có thời gian hoạt động lâu dài (vài tháng) và có thể hoạt
động trong môi trường khắc nghiệt (chất độc, ô nhiễm, nhiệt độ ...) [1].
Các nút (node) mạng thường có chức năng cảm ứng, quan sát môi trường
xung quanh như: Nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng ... theo dõi hay định vị các mục tiêu cố
định hoặc di động ... Các nút (node) giao tiếp (ad-hoc) với nhau và truyền dữ liệu

về trung tâm (base station) một cách gián tiếp bằng kỹ thuật multi-hop.
Lưu lượng (traffic) dữ liệu lưu thông trong mạng cảm biến không dây là
thấp và không liên tục. Do vậy để tiết kiệm năng lượng, các sensor node thường có
nhiều trạng thái hoạt động (active mode) và trạng thái nghỉ (sleep mode) khác
nhau. Thông thường thời gian 1 nút ở trạng thái nghỉ lớn hơn ở trạng thái hoạt
động rất nhiều.
1.1.1. Mô hình kiến trúc mạng cảm biến không dây
Giao tiếp không dây multihop: Khi giao tiếp không dây là kỹ 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 cần công suất phát lớn.Vì
vậy cần các nút trung gian làm nút chuyển tiếp để giảm công suất tổng thể. Do đó
các mạng cảm biến không dây cần phải dùng giao tiếp multihop.
Hoạt động hiệu quả năng lượng: để hỗ trợ kéo dài thời gian hoạt động của
toàn mạng, hoạt động hiệu quả năng lượng là kỹ thuật quan trọng mạng cảm biến
không dây.
Tự động cấu hình: Mạng cảm biến không dây cần phải cấu hình các thông số
một cách tự động. Chẳng hạn như các nút có thể xác định vị trí địa lý của nó thông
qua các nút khác (gọi là tự định vị).
Xử lý trong mạng và tập trung dữ liệu: Trong một số ứng dụng một nút cảm
biến không thu thập đủ dữ liệu mà cần phải có nhiều nút cùng tác hoạt động thì
mới thu thập đủ dữ liệu, khi đó 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 băng thông và năng lượng.
5

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 14 of 95.

 Do vậy, cấu trúc mạng mới sẽ là:
- Kết hợp vấn đề năng lượng và khả năng định tuyến.
- Tích hợp dữ liệu và giao thức mạng.
- Truyền năng lượng hiệu quả qua các phương tiện không dây.
- Chia sẻ nhiệm vụ giữa các nút lân cận
Các nút cảm ứng được phân bố trong một môi trường mạng cảm biến không
dây như (Hình 1.1). Mỗi một nút cảm ứng có khả năng thu thập dữ liệu và định
tuyến lại đến các sink. Dữ liệu được định tuyến lại đến các sink bởi một cấu trúc
đa điểm. Các sink có thể giao tiếp với các nút quản lý nhiệm vụ (task manager
node) qua mạng Internet hoặc vệ tinh.

Hình 1.1: Mô hình kiến trúc mạng
 Mỗi nút cảm biến được cấu thành bởi 4 thành phần cơ bản như sau
- Đơn vị cảm biển (sensing unit)
- Đơn vị xử lý (Processing unit)
- Đơn vị truyền dẫn (transceiver unit)
- Bộ nguồn (power unit)
 Đơn vị cảm biến
Bao gồm cảm biến và bộ chuyển đổi tương tự - số (ADC). Dựa vào những
hiện tượng quan sát được, đo lường được, tín hiệu tương tự tạo ra bởi cảm biến
6

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 15 of 95.

được số hóa bằng bộ chuyển đổi tương tự - số ADC (Analog Digital Converter),
sau đó được đưa vào bộ xử lý.
 Đơn vị xử lý

Là bộ xử lý có khả năng lưu trữ, xử lý dữ liệu cũng như việc chấp hành yêu
cầu của mạng theo ngữ cảnh khác nhau.
 Đơn vị truyền dẫn
Là phần thu phát vô tuyến thực hiện việc thu phát tín hiệu qua môi trường
không dây giữa các nút cảm biến, thông thường chuẩn truyền thông trong mạng
cảm biến như Zigbee.
 Bộ nguồn
Cung cấp năng lượng cho toàn bộ hoạt động của nút cảm biến. Tùy thuộc
vào nút cảm biển khác nhau, mà nguồn có thể được bổ sung từ năng lượng bên
ngoài như sóng điện từ, năng lượng mặt trời.
Ngoài ra nút có thể có thêm những thành phần khác tùy thuộc vào từng ứng
dụng như là hệ thống định vị (location filding system), bộ phát nguồn (power
generator) và bộ phận di động (mobilizer).
1.1.2. Chức năng và thành phần
Để xây dựng mạng cảm biến trước hết phải chế tạo và phát triển các nút cấu
thành mạng nút cảm biến. Các nút này phải thỏa mãn một số yêu cầu nhất định tùy
theo ứng dụng: Chúng phải có kích thước nhỏ, giá thành rẻ, hoạt động hiệu quả về
năng lượng, có các thiết bị cảm biến chính xác có thể cảm nhận, thu thập các thông
số môi trường, có khả năng tính toán và có bộ nhớ đủ để lưu trữ, và phải có khả
năng thu phát sóng để truyền thông với các nút lân cận. Mỗi nút cảm ứng được
cấu thành bởi 4 thành phần cơ bản, như ở (Hình 1.2), bộ cảm nhận (sensing unit),
bộ xử lý (a processing unit), bộ thu phát (a transceiver unit) và bộ nguồn (a power
unit). Ngoài ra có thể có thêm những thành phần khác tùy thuộc vào từng ứng
dụng như là hệ thống định vị (location finding system), bộ phát nguồn (power
generator) và bộ phận di động (mobilizer).

7

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 16 of 95.

Hình 1.2: Các thành phần của một nút cảm ứng
Các bộ phận cảm ứng (sensing units) bao gồm cảm biến và bộ chuyển đổi
tương tự-số (ADC – Analog to Digital Converter). Dựa trên những hiện tượng
quan sát được, tín hiệu tương tự tạo ra bởi cảm biến được chuyển sang tín hiệu số
bằng 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 thủ tục 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. Chúng gửi và nhận các dữ
liệu thu được từ chính nó hoặc các nút lân cận tới các nút khác hoặc tới sink.
Phần quan trọng nhất của một nút mạng cảm ứng là bộ nguồn. Bộ nguồn có
thể là một số loại pin. Để các nút có thời gian sống lâu thì bộ nguồn rất quan trọng,
nó phải có khả năng nạp điện từ môi trường như là năng lượng ánh sáng mặt trời.
Hầu hết các kỹ thuật định tuyến và các nhiệm vụ cảm ứng của mạng đều yêu
cầu có độ chính xác cao về vị trí, vì vậy cần phải có các bộ định vị. Các bộ phận di
động, đôi lúc cần để dịch chuyển các nút cảm ứng khi cần thiết để thực hiện các
nhiệm vụ đã ấn định như cảm biến theo dõi sự chuyển động của vật nào đó.
Tất cả những thành phần này cần phải phù hợp với kích cỡ từng module.
Ngoài kích cỡ ra các nút cảm ứng còn một số ràng buộc nghiêm ngặt khác, như là
phải tiêu thụ rất ít năng lượng, hoạt động ở mật độ cao, có giá thành thấp, có thể tự
hoạt động, và thích ứng với môi trường.

8

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 17 of 95.

1.1.3.Truyền thông trong mạng cảm biến
Các nút cảm ứng có thể truyền một lượng đáng kể dữ liệu thừa, để giảm số
lần truyền thì các gói tương tự nhau từ nhiều nút khác nhau phải được tập trung lại.
Tập trung dữ liệu là sự kết hợp các dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau bằng việc
dùng các chức năng như nén (suppression), lấy min (min), lấy max (max)và lấy
trung bình (average). Các chức năng trên có thể được thực hiện một phần hoặc
toàn bộ trong mỗi một nút cảm ứng.Việc tính toán sẽ tiêu tốn ít năng lượng hơn so
với giao tiếp, và quá trình tập hợp dữ liệu sẽ tiết kiệm được lượng năng lượng đáng
kể.Kỹ thuật này được sử dụng trong khá nhiều các giao thức định tuyến.Trong một
số cấu trúc mạng, tất cả các chức năng tập trung dữ liệu được chỉ định cho các nút
nhiều năng lượng và chuyên dụng.Tập trung dữ liệu cũng khả thi trong kỹ thuật xử
lý tín hiệu.
Mô hình truyền thông cho các nút mạng cảm biến không dây được chia
thành ba loại như sau: (Điểm - Điểm), (Điểm - Đa điểm) và (Đa điểm - Điểm). Mỗi
loại định tuyến truyền thông được sử dụng trong các trường hợp khác nhau và có
những ưu và nhược điểm khác nhau.Nhiều ứng dụng sử dụng kết hợp các mô hình
truyền thông kiểu này.


Định tuyến truyền thông (Điểm - Điểm)

Hình 1.3. Định tuyến điểm - điểm của mạng cảm biến
Với mô hình truyền thông (Điểm - Điểm) sẽ diễn ra một nút mạng cảm biến
không dây truyền thông với một nút mạng cảm biến không dây khác.Tuy nhiên,
việc truyền thông này có thể có liên quan đến các nút mạng cảm biến khác. Trong
hình phía dưới, hai nút mạng cảm biến không dây giao tiếp với nhau, nhưng có hai
9

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 18 of 95.

nút mạng cảm biến khác liên quan đến quá trình truyền thông, bởi vì chúng chuyển
tiếp các gói tin giữa các điểm cuối của quá trình truyền thông.


Định tuyến truyền thông (Điểm - Đa điểm)

Mô hình truyền thông (Điểm - Đa điểm) được minh họa như ở (Hình
1.4).Mô hình này được sử dụng để gửi bản tin từ một nút tới một số nút khác và có
thể là tất cả các nút khác trong mạng.Mô hình truyền thông này có thể được sử
dụng để gửi một lệnh thiết lập tới các nút trong mạng.

Hình 1.4. Định tuyến điểm - đa điểm của mạng cảm biến
Có rất nhiều hình thức truyền thông trong mạng, mô hình (Điểm - Đa
điểm).Tùy thuộc vào tình huống khác nhau thì yêu cầu độ tin cậy của bản tin gửi đi
là khác nhau.Nếu yêu cầu độ tin cậy cao, thì giao thức truyền thông có thể phải
truyền lại các bản tin cho đến khi tất cả các nút nhận thành công gói tin.Nếu độ tin
cậy không yêu cầu quá khắt khe, thì giao thức truyền thông có thể không cần phải
truyền lại bất kỳ bản tin nào.Giao thức truyền thông hy vọng rằng, kênh truyền
thông đủ độ tin cậy để các bản tin có thể đến được các nút nhận.Nhiều cơ chế và
giao thức đã được thiết kế để thực hiện truyền thông (Điểm - Đa điểm) trong mạng
cảm biến không dây. Dạng đơn giản của truyền thông (Điểm - Đa điểm) là mạng
tràn lan. Điều này được thực hiện bằng cách từng nút quảng bá tin được gửi đi.Khi
một nút lắng nghe được một bản tin quảng bá được phát từ một nút bên cạnh, nút
này sẽ quảng bá lại bản tin tới tất cả các nút khác xung quanh nó.Để tránh việc gây
nhiễu lên nhau, mỗi nút chờ đợi một khoảng thời gian ngẫu nhiên trước khi gửi lại
các bản tin. Hiệu quả của cơ chế này là bản tin cũng được gửi đến tất cả các nút

10

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 19 of 95.

khác trong mạng, trừ các bản tin bị mất do nhiễu vô tuyến hoặc xung đột vô tuyến.
Mặc dù một mạng tràn lan có thể làm việc tốt trong một số trường hợp nhưng nó
không phải là cơ chế đáng tin cậy. Các bản tin bị nhiễu hoặc xung đột cần được
truyền lại.Để đạt được độ tin cậy trong truyền thông (Điểm - Đa điểm) thì giao
thức truyền thông phải phát hiện được các bản tin bị mất và phát lại.


Định tuyến truyền thông (Đa điểm - Điểm)

Mô hình truyền thông (Đa điểm - Điểm)được minh họa như ở (Hình 1.5)
thường được sử dụng để thực hiện thu thập dữ liệu từ các nút mạng trong môi
trường cảm biến. Với mô hình truyền thông (Đa điểm - Điểm), một vài nút gửi dữ
liệu đến cùng một nút.Nút này thường được gọi là Sink như (Hình 1.5) minh họa
mô hình truyền thông (Đa điểm - Điểm).

Hình 1.5. Định tuyến Đa điểm - điểm của mạng cảm biến không dây
Truyền thông (Đa điểm - Điểm) có thể được sử dụng trong nhiệm vụ thu
thập dữ liệu cảm biến chẳng hạn là nhiệt độ từ các nút trong mạng, nhưng nó cũng
được sử dụng truyền thông tin trạng thái các nút trong mạng. Các nút gửi các báo
cáo trạng thái định kỳ tới Sink. Nút Sink sau đó báo cáo toàn bộ hiệu năng của
mạng tới quan sát bên ngoài.
Trong truyền thông (Đa điểm - Điểm), có thể có nhiều hơn một Sink trong
mạng.Nếu ứng dụng không xác định một nút cụ thể để dữ liệu nó có thể được gửi

tới, thì mạng sẽ lựa chọn gửi dữ liệu đến Sink gần nhất so với nút gửi. Điều này
cho phép có nhiều nút Sink trong mạng nhằm thu thập dữ liệu đạt hiệu quả hơn.

11

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 20 of 95.

Để thiết lập truyền thông (Đa điểm - Điểm) thì các nút xây dựng một cấu
trúc cây với gốc của nó ở nút Sink. Sink thông báo sự có mặt của nó bởi việc gửi
lặp lại các bản tin quảng bá xác định rằng nút gửi các bản tin này có bước nhảy
bằng không, tính từ nút Sink. Các nút lân cận lắng nghe kênh truyền và truyền lại
các bản tin để thông báo chúng có bước nhảy là tính từ một nút Sink.Lần lượt, các
nút lân cận của chúng sẽ quảng bá rằng chúng có bước nhảy là hai tính từ nút Sink.
Với cách kết nối đơn giản này, mọi nút trong mạng cuối cùng sẽ biết có bao nhiêu
bước nhảy chúng phải trải qua được, tính từ nút Sink và biết được các nút lân cận
gần Sink hơn. Khi gửi một gói tin, nút gửi chỉ phải gửi gói tin đến nút lân cận gần
Sink hơn. Mặc dù phương thức xây dựng tuyến đường định tuyến dựa trên việc
đếm số bước nhảy là đơn giản nhưng nó cũng có một số vấn đề cần được quan tâm.
Một nút với số bước nhảy rất ngắn đến Sink có thể nằm ở vị trí phủ sóng rất kém,
trong khi một nút với nhiều bước nhảy tới Sink có thể ở vị trí phủ sóng rất tốt. Để
gửi gói tin đến được Sink, có thể sẽ tốt hơn khi gửi gói tin đó tới nút có vùng phủ
sóng tốt mặc dù có nhiều bước nhảy tới Sink hơn, bởi vì gói tin có cơ hội nhận
được cao hơn mà không phải truyền lại gói tin.
1.1.4. Các chuẩn truyền thông trong mạng cảm biến
IEEE 802.15.4 là một chuẩn truyền thông không dây cho các ứng dụng công
suất thấp, tốc độ dữ liệu thấp.Tiêu chuẩn này đã được phát triển cho mạng cá nhân
(PAN) bởi nhóm làm việc trong (Viện kỹ thuật điện và điện tử (IEEE)).IEEE

802.15.4 có tốc độ dữ liệu tối đa là 250.000 bit/s và công suất đầu ra tối đa 1mW.
Các thiết bị IEEE 802.15.4 có một phạm vi phủ sóng hẹp trong vài chục mét. Điểm
chính trong các đặc điểm kỹ thuật của chuẩn IEEE 802.15.4 là cho phép các bộ thu
phát chi phí thấp và ít phức tạp, đã làm cho IEEE 802.15.4 phổ biến với mạng cảm
biến không dây. Nhiều công ty sản xuất các thiết bị tuân thủ theo tiêu chuẩn IEEE
802.15.4. Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 xác định 2 lớp:


Lớp vật lý

Chỉ rõ các bản tin được gửi và được nhận trên các kênh truyền vô tuyến vật
lý như thế nào.Chuẩn IEEE 802.15.4 định nghĩa 26 kênh hoạt động khác
12

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 21 of 95.

nhau.Kênh 0 được quy định chỉ ở Châu Âu và nằm trên băng tần 868 NHz. Kênh
từ 1-10 được quy định chỉ ở Hoa Kỳ trên băng tần 902 - 982 MHz, khoảng cách
kênh là 2 MHz. Kênh 11-26 quy định trên băng tần 2,4GHz, khoảng cách các kênh
là 5MHz.


Lớp điều khiển truy cập kênh truyền (MAC)

Mục đích của lớp MAC là để kiểm soát truy nhập vào các kênh truyền vô
tuyến.Chỉ rõ các bản tin đến từ các lớp vật lý sẽ được giải quyết như thế nào.
Chuẩn IEEE 802.15.4 Xác định hai loại thiết bị là.Thiết bị có chức năng đầy

đủ (FFDs) và thiết bị có chức năng hạn chế (RFDs). Các (FFDs) có nhiều khả năng
hơn (RFDs) và có thể đóng vai trò như một điều phối viên các mạng PAN. (RFDs)
là các thiết bị đơn giản hơn được xác định dễ dàng hơn trong việc chế tạo với giá
thành rẻ hơn. (RFDs) chỉ có thể truyền thông với (FFDs).Và các (FFDs) có thể
truyền thông được với cả (RFDs) và (FFDs).
1.1.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động mạng cảm biến không dây
 Thời hoạt động bên ngoài
Các nút WSN với nguồn năng lượng pin giới hạn. Ví dụ: một loại pin kiềm
cung cấp 50Wh năng lượng, nó có thể truyền cho mỗi nút mạng ở chế độ tích cực
gần 1 tháng hoạt động. Sự tiêu tốn và tính khả thi của giám sát và thay thế pin cho
một mạng rộng, thì thời gian hoạt động dài hơn được thiết kế. Trong thực tế, pin
rất cần thiết trong rất nhiều ứng dụng để bảo đảm mạng WSN có thể tự động sử
dụng không cần thay thế trong vài năm. Sự cải thiện của phần cứng trong thiết kế
pin và kỹ thuật thu năng lượng sẽ giúp ta một phần trong việc tiết kiệm pin.
 Sự đáp ứng
Giải pháp đơn giản nhất để kéo dài thời gian sống bên ngoài là điều khiển
các node trong 1 chu kỳ làm việc với chu kỳ chuyển mạch giữa 2 chế độ: chế độ
ngủ (mode sleep) và chế độ hoạt động (mode active). Trong khi quá trình đồng bộ
ở chế độ ngủ là 1 thách thức của WSN, vấn đề lớn liên quan đến nữa là chu trình
ngủ 1 cách tùy ý có thể làm giảm khả năng đáp ứng cũng như hiệu suất của các
sensor. Trong một số ứng dụng, các sự kiện trong tự nhiên được tìm thấy và thông
13

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 22 of 95.

báo nhanh, thì sự trễ bởi lịch ngủ phải được giữ ở giới hạn chính xác, thậm chí
trong sự tồn tại của nghẽn mạng.

 Điểm mạnh của WSN
Mục tiêu của WSN là cung cấp ở phạm vi rộng lớn, độ bao phủ chính xác
(fine-grained coverage). Mục tiêu này phổ biến ở số lượng lớn các thiết bị không
đắt tiền. Tuy nhiên các thiết bị rẻ thường kém tin cậy và thường dễ xảy ra lỗi. Tốc
độ lỗi cũng sẽ cao khi các thiết bị cảm ứng được triển khai trong các môi trường
khắc nghiệt. Giao thức thiết kế do đó cũng phải xây dựng kỹ xảo để có thể đáp ứng
tốt. Rất khó để chắc chắn rằng việc định dạng toàn cầu của hệ thống là không bị
hỏng với các thiết bị lỗi.
 Tính mở rộng
WSN có khả năng hoạt động ở một vùng cực rộng, số node tham gia mạng
là rất lớn. Có một vài hạn chế về số lượng và dung lượng làm ảnh hưởng đến mở
rộng hoạt động mạng.
 Tự cấu hình
Do phạm vi và các ứng dụng trong tự nhiên, WSN là các hệ thống phân phối
không đồng đều. Hoạt động tự động là vấn đề chính được đặt ra trong thiết kế.
Ngay từ khi bắt đầu, các node trong WSN có thể được cấu hình theo topo mạng của
chúng: tự đồng bộ, tự kiểm tra và quyết định các thông số hoạt động khác.
 Tính không đồng nhất
Sẽ tồn tại sự không đồng nhất trong năng lượng của thiết bị trong quá trình
cài đặt thực tế (cụ thể là máy móc, thông tin dữ liệu và cảm biến). Sự không đồng
nhất sẽ có ảnh hưởng quan trọng đến thiết kế.
 Tự tối ưu và tự thích nghi
Trong WSN, thường có những tín hiệu không chắc chắn về điều kiện hoạt
động trước khi triển khai. Dưới những điều kiện đó, việc xây dựng những máy
móc để có thể tự học từ sensor và thu thập các phép đo mạng, sử dụng những bài
học được từ trước đó để tiếp tục hoạt động cải tiến là điều rất quan trọng.

14

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 23 of 95.

Ngoài ra, một điều trước tiên không biết chắc được là môi trường mà WSN
hoạt động có thể thay đổi mạnh mẽ qua thời gian. Các giao thức WSN sẽ làm cho
thiết bị có thể thích nghi với môi trường năng động trong khi nó đang sử dụng.
 Thiết kế có hệ thống
WSN có thể là một ứng dụng cao cho từng chức năng riêng, nên cần có sự
cân bằng giữa hai yếu tố.
Mỗi ứng dụng cần có những đặc điểm khai thác ứng dụng riêng để đưa ra
những hoạt động phát triển cao.
Tính mềm dẻo: các phương pháp thiết kế phải phổ biến cho các hoạt động
 Cách biệt và bảo mật
Phạm vi hoạt động lớn, phổ biến rộng, của thông tin thu được bởi vì WSN
làm tăng yêu cầu chính cuối cùng là: bảo đảm sự cách biệt và bảo mật.
1.1.6. Giao thức mạng cảm biến không dây
Định tuyến dữ liệu của mạng và chia sẻ dữ liệu giữa các nút mạng cảm biến
không dây với nhau.Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết từng thành phần của kiến trúc
giao thức mạng cảm biến.Mạng cảm biến WSNs gồm có các lớp, các mặt phẳng
quản lý. Các mặt phẳng quản lý này có nhiệm vụ làm cho các nút có thể làm việc
song song một cách hiệu quả nhất,

Hình 1.6.Giao thức mạng cảm biến không dây
15

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 24 of 95.

1.2. Những đặc trưng và ứng dụng của mạng cảm biến không dây
1.2.1. Đặc trưng
 Kích thước nhỏ gọn
Các thiết bị của mạng có kích thước nhỏ, năng lượng tiêu thụ nhỏ. Tốc độ
xử lý thông tin nhanh, có khả năng lưu trữ vàtương tác tốt của các bộ phận trong
mạng. Vì vậy việc lựa chọn các thiết bị cho mạng cảm biến cần phải quan tâm đến
kích cỡ nhỏ và tiêu thụ năng lượng và yêu cầu về khả năng hoạt động
 Khả năng liên kết vật lý
Các tính năng điều khiển ở các nút cảm biến không dây và sự liên kết xử lí lưu trữ - chuyển mạch trong mạng không dây thấp hơn nhiều trong các mạng thông
thường. Ngược lại hệ thống thông thường hoạt động xử lí phân tán không tập
trung.
 Cách thức hoạt động
Chức năng chính của bộ cảm biến là cảm nhận và vận chuyển các dòng
thông tin với khối lượng xử lý.Hoạt động củ bộ cảm biến như nhận lệnh, dừng,
phân tích để đáp ứng yêu cầu của từng công việc.
Bộ cảm biến thường có dung lượng bộ nhớ hạn chế,vì vậy phải tính toán cẩn
thận về khối lượng công việc cần thực hiện. Một sốnhiệm vụcần xử lý ở mức cao
sẽ mất nhiều thời gian vì vậy khó thực hiện được tính năng theo thời gian thực.
1.2.2. Ứng dụng
Phân tích các đặc trưng nổi bật của mạng cảm biến là cơ sở để đánh giá các
ưu điểm, nhược điểm của mạng cảm biến với các hệ thống mạng không dây khác.
Giúp cho mạng cảm biến phù hợp trong các ứng dụng như: giám sát môi trường,
chăm sóc sức khỏe, ứng dụng trong Gia đình, trong Công nghiệp, trong Nông
nghiệp và trong Quân đội, trong cảnh báo thiên tai...
 Các ứng dụng trong bảo vệ môi trường
- Phát hiện mìn, chất độc trong môi trường.
- Giám sát lũ lụt, bão, gió, mưa…
- Phát hiện ô nhiễm, chất thải.
16

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 25 of 95.

- Phát hiện hoạt động núi lửa.
- Phát hiện động đất.
- Giám sát cháy rừng.
- Giám sát nhiệt độ, khí ga, khói…
 Các ứng dụng trong y tế.
- Định vị theo dõi bệnh nhân.
- Hệ thống báo động khẩn cấp.
- Cảm biến gắn trực tiếp lên cơ thể con người.
- Phân tích nồng độ các chất.
- Chăm sóc sức khoẻ.
- Hỗ trợ chăm sóc bệnh nhân.
 Các ứng dụng trong gia đình.
- Hệ thống giao tiếp và điều khiển từ xa.
- Hệ thống cảnh báo an ninh…
 Hệ thống giao thông thông minh
- Giao tiếp giữa biển báo và phương tiện giao thông.
- Hệ thống báo hiệu tai nạn, kẹt xe…
- Hệ thống định vị phương hướng, trợ giúp điều khiển tự động phương tiện
giao thông.
 Ứng dụng trong quân sự, an ninh
- Định vị, theo dõi di chuyển của các thiết bị quân sự.
- Điều khiển tự động các thiết bị quân sự, robot..
- Kích hoạt thiết bị, vũ khí quân sự.
- Theo dõi biên giới kết hợp với vệ tinh.

 Ứng dụng trong thương mại
- Quản lý kiến trúc và xây dựng.
- Quản lý sản xuất.
- Hệ thống xử lý vật liệu.
17

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -