intTypePromotion=1
ADSENSE

LUẬN VĂN:XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH: QUAN SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRÊN PPC

Chia sẻ: Lan Lan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

253
lượt xem
98
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1991, Weiser đưa ra thuật ngữ "tính toán khắp nơi" để "tăng cường một cách không thấy thế giới đã tồn tại", với đích là làm ẩn dụ giao diện ra khỏi tầm nhìn của người dùng theo cách như hệ thống máy tính không hiện đối với ứng dụng tại nhà.Hệ tính toán khắp nơi định nghĩa ra cách thức tương tác giữa các đối tượng tồn tại độc lập như một thực thể riêng biệt trong môi trường truyền dẫn và tính toán được gọi là môi trường tính toán khắp nơi. Nơi đó, các đối tượng...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: LUẬN VĂN:XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH: QUAN SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRÊN PPC

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Duy Hưng XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH: QUAN SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRÊN PPC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠ I HỌC H Ệ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2009
  2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Trần Duy Hưng XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN NHÀ THÔNG MINH: QUAN SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRÊN PPC KHÓA LUẬN TỐ T NGHIỆP ĐẠ I HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hướng dẫn: ThS. Vũ Quang Dũng Cán bộ đồng hướng dẫn: ThS. Nguyễn Thị N hật Thanh HÀ NỘI - 2009
  3. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể Trường đại họ c Công Nghệ - Đại họ c Quốc Gia Hà Nộ i trong những năm họ c qua đã tạo điều kiện cho em xây dựng, tích lũy những kiến thức và bài họ c để em có thể hoàn thành khóa họ c. Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo trong bộ môn Công Nghệ Phần Mềm - khoa Công Nghệ Thông Tin, đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt những kiến th ức quý báu, đồng thời bộ môn cũng đã tạo mọ i điều kiện cho em hoàn thành bài nghiên cứu khóa luận n ày. Em xin gử i lời cảm ơn tới thầy Vũ Quang Dũng và cô Nguyễn Thị Nhật Thanh đã hướng dẫn tận tình và cùng chúng em giải quyết những khó khăn trong bài khóa luận. Em xin cám ơn thầy, cô đ ã từng ngày nhắc nh ở chúng em chăm chỉ nghiên cứu và học tập, giúp chúng em đi đúng hướng và không xao nhãng công việc nghiên cứu. Em xin cám ơn thầy, cô đ ã tỉ m ỉ giúp chúng em sửa từ những lỗi nhỏ nh ất trong bài khóa luận. Tôi xin cám ơn các bạn trong phòng nghiên cứu Toshiba-Coltech đã ủng hộ cả về tinh thần lẫn trí tuệ trong suố t quá trình tìm hiểu và xây dựng hệ thống. Đặc biệt là h ai bạn trong nhóm nghiên cứu h ệ thống giám sát và điểu khiển nhà thông minh : Nguyễn Văn Hiển và Nguyễn Đình Anh Cương đã giúp đỡ và cùng tôi hoàn thành bài khóa luận, góp ph ần hoàn thành cho bài toán chung. Em xin cám ơn gia đình, b ạn bè đã bên cạnh, ủng hộ và động viên em trong suốt thời gian làm khóa luận. Hà Nội, ngày 20/05/2009 Trần Duy Hưng i
  4. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh TÓM TẮT Năm 1991, Weiser đưa ra thuật ngữ “tính toán kh ắp nơi” đ ể “tăng cường một cách không thấy th ế giới đ ã tồn tại”, với đích là làm ẩn dụ giao diện ra khỏi tầm nhìn củ a người dùng theo cách như hệ thống máy tính không hiện đố i với ứng dụng tại nhà. Hệ tính toán khắp nơi đ ịnh ngh ĩa ra cách thức tương tác giữa các đối tượng tồn tại độc lập như một thự c th ể riêng biệt trong môi trường truyền d ẫn và tính toán được gọi là môi trường tính toán khắp nơi. Nơi đó, các đố i tượng được tương tác thông qua mộ t thiết b ị cuối là điện tho ại di động. Theo những định nghĩa đó, hệ tính toán khắp nơi cho phép một sự tương tác qua lại giữa các đố i tượng với người sử dụng thông qua thiết bị đầu cuối. Thiết bị đầu cuối này không cần thiết phải có cơ chế đ ể giao tiếp với các thiết bị khác, mà chỉ cần có mộ t cách thứ c giao tiếp cơ bản – đủ mạnh, tức là đảm b ảo nhanh, an toàn, phổ biến và linh động – đ ể có th ể giao tiếp với tối thiểu máy tính. Người sử dụng tương tác với các đối tượng khác thông qua thiết b ị di động, thiết bị d i động sẽ gửi các lệnh, các tính toán tới máy tính đ ể b àn, từ đây máy tính sẽ thu gom các dữ liệu từ các đối tượng liên quan tới phép tính người sử dụng yêu cầu và thực hiện các thu ật toán, các phép toán. Kết quả trả về sẽ đ ược máy tính gửi lại cho thiết bị d i động. Nhiệm vụ còn lại củ a thiết bị di động là hiển th ị kết quả cho người dùng theo dõi và đưa ra những quyết định tiếp theo. Về mặt lý thuyết, hệ tính kh ắp nơi cơ bản là một th ế giới ảo, trong đó có nhữ ng đối tượng là những thực thể được định danh và phân biệt. Các thực thể này làm nh ững nhiệm vụ khác nhau hoặc cùng một nhiệm vụ nhưng tại những vị trí khác nhau. Điều đó làm đa dạng và phức tạp trong h ệ tính toán nhưng bù lại là những phép đo chính xác và đầy đ ủ. Sự khác biệt giữa các đối tượng trong môi trường tính toán kh ắp nơi và thế giới thực là sự giao tiếp hạn ch ế giữa các đối tượng với nhau. Các đối tượng muốn giao tiếp với nhau cần thiết phải thông qua mộ t máy tính đ ặc biệt, đóng vai trò là trung tâm củ a hệ tính toán khắp nơi thay vì giao tiếp trực tiếp với nhau. Đây cũng là một hạn ch ế và là vấn đ ề chính mà bài khóa luận muốn đ ề cập đến. Mỗi đối tượng là một thực th ể riêng biệt, do đó cần phải có những cơ chế để định vị và phân biệt các đố i tượng này trong hệ tính toán kh ắp nơi. Ngoài ra yếu tố mạng cũng là yếu tố quan trọng để q uyết định thời gian tính toán và tương tác. Do đó bài khóa luận sẽ tập trung vào hai phần chủ yếu: ii
  5. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh 1. Đưa ra tiêu chí cho mạng giao tiếp sử dụng trong hệ thố ng giám sát và điều khiển nhà thông minh. Nghiên cứu và đánh giá các mạ ng phổ biến đ ể chọn lọc. 2. Cách thức phân biệt các thực thể và phân quyền người dùng cho từng ứng dụng. Trong bài khóa lu ận cũng sẽ nêu ra cách áp dụng lý thuyết và tư tưởng của h ệ tính toán khắp nơi vào hệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh. iii
  6. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh M Ụ C LỤ C TÓM TẮT ..................................................................................................................ii MỤC LỤC ................................................................................................................. iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH VẼ ................................ ................................ ........................... vii DANH MỤC BẢNG BIỂU .....................................................................................viii Chương 1 GIỚI THIỆU .......................................................................................... 1 Tổng quát nhà thông minh .............................................................................. 2 1.1 1 .1.1 Phân loại theo hệ thống kỹ thu ật............................................................... 2 1 .1.2 Phân loại theo cơ ch ế thông minh ................................ ............................. 3 Hướng tiếp cận ............................................................................................... 3 1.2 1 .2.1 Ph ạm vi chung bài toán ............................................................................ 3 1.2.1.1 Module nhận diện điều khiển qua IP Camera ........................................ 4 1.2.1.2 Quan sát và điều khiển trên PPC ........................................................... 4 1.2.1.3 Module mô phỏng 3D ................................................................ ........... 4 1 .2.2 Ph ạm vi module quan sát và điều khiển trên PPC ................................ ..... 5 1.2.2.1 Hạ tầng mạng........................................................................................ 5 1.2.2.2 Qu ản lý người dùng .............................................................................. 5 1.2.2.3 Qu ản lý đối tượng ................................................................ ................. 5 Chương 2 GIẢI PHÁP MẠNG ............................................................................... 6 2.1 Bluetooth ........................................................................................................ 6 2 .1.1 Khái quát ................................................................................................. 6 2 .1.2 Đặc điểm .................................................................................................. 6 2 .1.3 Ưu điểm ................................ ................................................................... 7 2 .1.4 Nhược điểm ................................ ................................ ............................. 8 2.2 Wireless ................................................................ .......................................... 9 2 .2.1 Khái quát ................................................................................................. 9 2 .2.2 Các mô hình WLAN: ............................................................................... 9 2 .2.3 Ưu điểm ................................ ................................................................. 11 2 .2.4 Nhược điểm ................................ ................................ ........................... 12 So sánh công ngh ệ Bluetooth và Wireless ................................ ..................... 12 2.3 iv
  7. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh Chương 3 Q UAN SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRÊN PPC ....................................... 16 Mô tả h ệ thống .............................................................................................. 16 3.1 3 .1.1 Connection Manager ................................ .............................................. 16 3.1.1.1 Yêu cầu và chức năng ................................................................ ......... 17 3.1.1.2 Thiết kế............................................................................................... 17 3.1.1.3 Thành phần kết nối ............................................................................. 18 3.1.1.4 Thành phần quản lý kết nố i ................................................................. 18 3.1.1.5 Ho ạt động ................................ ................................ ........................... 18 3 .1.2 Data Manager......................................................................................... 19 3.1.2.1 Yêu cầu và chức năng ................................................................ ......... 19 3.1.2.2 Thiết kế............................................................................................... 20 3.1.2.3 Ho ạt động ................................ ................................ ........................... 21 3 .1.3 Session & Application Manager ............................................................. 23 3.1.3.1 Yêu cầu và chức năng ................................................................ ......... 23 3.1.3.2 Thiết kế............................................................................................... 24 3.1.3.3 Session ............................................................................................... 24 3.1.3.4 Application ......................................................................................... 24 3.1.3.5 Ho ạt động ................................ ................................ ........................... 25 Biểu đồ tuần tự ............................................................................................. 25 3.2 3 .2.1 Quản lý kết nối....................................................................................... 25 3 .2.2 Gửi dữ liệu ............................................................................................. 26 3 .2.3 Phân luồng ứng dụng ............................................................................. 27 3 .2.4 Luồng dữ liệu hệ th ống .......................................................................... 28 Chương 4 THỰC NGHIỆM.................................................................................. 30 Ghép nố i module................................ ................................ ........................... 30 4.1 Thực nghiệm ................................ ................................................................. 30 4.2 4 .2.1 Yêu cầu cấu hình ................................ .................................................... 30 4.2.1.1 PPC .................................................................................................... 30 4.2.1.2 PC................................ ....................................................................... 30 4 .2.2 Số liệu thực nghiệm ................................................................ ............... 31 4.2.2.1 Thực nghiệm truyền dữ liệu ................................................................ 31 4.2.2.2 Số liệu thực nghiệm sau khi ghép với các module khác....................... 31 Chương 5 K ẾT LUẬN................................ ................................ ........................... 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 34 v
  8. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 1. PPC: Pocket personal computer 2. PC: Personal computer vi
  9. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 -1: Mô hình hệ thống nhà thông minh................................................................ 4 Hình 2 -1: Giao thức Obex ............................................................................................ 7 Hình 2 -2: Ứng dụng Bluetooth..................................................................................... 8 Hình 2 -3: mô hình mạng Ad -hoc ................................................................ ............... 10 Hình 2 -4: Mô hình mạng cơ sở .................................................................................. 10 Hình 2 -5: Mô hình mạng mở rộng ............................................................................. 11 Hình 3 -1: Mô hình module quan sát và điều khiển trên PPC ...................................... 16 Hình 3 -2: Mô hình tầng quản lý kết nố i ..................................................................... 17 Hình 3 -3: Data Manager ................................................................ ............................ 19 Hình 3 -4: Dữ liệu đối tượng ....................................................................................... 22 Hình 3 -5: Vùng đối tượng đã được nhận diện ................................ ............................ 22 Hình 3 -6: Mô hình quản lý Session và Aplication ...................................................... 23 Hình 3 -7: Context Analyzer ....................................................................................... 25 Hình 3 -8: Quản lý kết nối .......................................................................................... 26 Hình 3 -9: Gửi dữ liệu................................ ................................................................. 27 Hình 3 -10: Phân luồng ứng dụng ................................................................ ............... 28 Hình 3 -11: Luồng dữ liệu hệ thống ............................................................................ 29 vii
  10. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Bảng so sánh Bluetooth và wireless ................................ ........................... 12 Bảng 2-2: Thự c nghiệm wireless và bluetooth ................................ ........................... 14 Bảng 4-1: Thự c nghiệm truyền dữ liệu ....................................................................... 31 Bảng 4-2: Dữ liệu tương tác ....................................................................................... 32 viii
  11. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh GIỚI THIỆU Chương 1 Với sự p hát triển nhanh chóng của công nghệ web, hạ tầng mạng và các ứ ng dụng cho thiết b ị nhúng, các thiết bị cầm tay thông minh càng chứng tỏ vị trí quan trọng củ a mình trong cuộc các m ạng chung của công nghệ và đóng vai trò không th ể thiếu trong đ ời sống con người đang d ần trở nên bận rộn và có xu hướng di chuyển nhiều. Với những thiết bị cầm tay thông minh, con người mới ch ỉ dừng lại ở mức ứng dụng nhỏ ho ặc không phổ biến, trong khi thực tế n hững thiết bị cầm tay có th ể giải quyết được nhiều công việc hơn so với những tiềm năng vốn có. Về hạn chế, các thiết bị nhúng dù phát triển nhưng vẫn luôn h ạn ch ế cả về tốc độ tính toán lẫn lưu trữ d ữ liệu so với máy tính đ ể b àn. Điều này dẫn đ ến xu hướng tính toán tập trung và tải những phép tính phức tạp, đòi hỏi thời gian tính toán lớn lên máy tính, thiết bị nhúng chỉ mang tính chất hiển thị kết quả. Nền tảng của lý thuyết hệ tính toán khắp nơi (ubiquitous computing) là đẩy toàn bộ d ữ liệu để xử lý tập trung, sau đó dữ liệu tập trung này sẽ được gửi tới những thiết bị khác. Một trong những ứng dụng của h ệ thống tính toán khắp nơi là nhà thông minh (smart house). Nhà thông minh (tiếng Anh: smart-home hoặc intelli-home) là kiểu nhà được lắp đ ặt các thiết b ị điện, điện tử có tác dụng tự động hoá hoàn toàn ho ặc bán tự động, thay th ế con người trong thực hiện một ho ặc một số thao tác quản lý, điều khiển… Trong căn nhà thông minh, đồ dùng trong nhà từ phòng ngủ , phòng khách đến toilet đều gắn các bộ đ iều khiển điện tử có thể kết nối với internet và điện tho ại di đ ộng, cho phép chủ nhân điều khiển vật dụng từ xa ho ặc lập trình cho thiết bị ở nhà hoạt động theo lịch. Thêm vào đó, các đồ gia dụng có thể hiểu đư ợc n gôn ngữ củ a nhau và có khả n ăng tương tác với nhau… (Theo từ điển Wikipedia). Trong cuộ c sống hiện đại, nhà thông minh dần trở thành một khái niệm quen thuộc với mọ i người và là một xu hướng tất yếu. Nhà thông minh là sự kết hợp của nền tảng lý thuyết h ệ tính toán kh ắp nơi, tương tác người máy, nhận diện ảnh và kiến trúc tổng thể kỹ thu ật. 1
  12. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh 1.1 Tổng quát nhà thông minh Nhà thông minh cơ ch ế cơ bản là sự kết hợp giữ a các thiết bị đo để đưa ra m ột kết qu ả tổng quan nhất cho người dùng thông qua một thiết bị giao tiếp đặc biệt gọ i là bộ điều khiển. Giới hạn trong bài nghiên cứu này, bộ điều khiển là các thiết bị cầm tay thông minh (smart phone, PPC…). Nhà thông minh được phân lo ại dựa vào những tiêu chí đánh giá khác nhau. Cơ bản nhà thông minh được phân làm hai loại: dựa vào hệ thống kỹ thuật và dự a vào cơ ch ế thông minh. 1.1.1 P hân loạ i theo hệ thống kỹ thuật Hệ thống điều khiển thông minh đi kèm với các thiết bị được lập trình sẵn, giao tiếp với người sử dụng linh hoạt không phụ thuộc vào kho ảng cách, vị trí và thường có những hệ thống sau: - Hệ thống an ninh: b ao gồm các hệ thống cửa tự động, camera quan sát, đầu ghi hình, bộ nhớ lưu trữ, bộ điều khiển trung tâm cho phép người sử dụng có thể nắm được trực tiếp hay xem lại toàn bộ mọi hoạt động diễn ra ở các khu vực có thiết bị kiểm soát. Hệ thống an ninh còn có thể báo động bằng còi, chiếu sáng, gọi đ ến các số điện thoại cần thiết và có khả năng phong toả khu vực bị đột nhập. - Hệ thống báo cháy và chữa cháy: hệ thống báo cháy cảm ứng khi có hiện tượng cháy (nồng độ khói, nhiệt độ), và thông báo bằng âm thanh (loa, còi), đèn chiếu sáng. Hệ thống chữa cháy tự động phun nước tại các n ơi cần chữa cháy. Ở mức độ cao h ơn, hệ thống báo cháy, chữa cháy cho phép khoanh vùng và hướng dẫn phân luồng thoát hiểm. - Hệ thống thiết bị nhiệt: điều hoà nhiệt độ, lò sưởi, bình nước nóng... - Hệ thống giải trí: truyền hình, đầu DVD, máy nghe nhạc… - Hệ thống cấp nước: phòng vệ sinh, tưới vư ờn... Tất cả các hệ thống thông minh trên có thể hoạt động theo lập trình hoặc cho phép người sử dụng điều khiển từ xa, hoặc kiểm tra trạng thái thiết bị thông qua bộ điều khiển từ xa (remote control), điện thoại di động hay internet. 2
  13. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh 1.1.2 P hân loạ i theo cơ chế thông minh Có th ể phân chia làm ba lo ại cơ ch ế hoạt động như sau: - Cơ chế nhận diện : cơ ch ế nhận diện cho phép ghi nhớ những đặc điểm được cài đặt sẵn trong bộ nhớ; trong trường hợp việc nhận diện xảy ra không trùng khớp, hệ thống sẽ từ chối phục vụ hoặc báo động. Ví dụ như cổng, cửa gara chỉ mở với những xe có biển số đã đ ăng ký với hệ thống, cửa tự động nhận diện vân tay chỉ mở đúng người; trong khoảng thời gian đêm, n ếu có ngư ời lạ mặt trong ph òng khách hệ thống sẽ báo độn g… - Cơ chế lập trình sẵn: một số hệ thống thiết bị được thiết kế hoạt động theo lịch trình nhất định. Ví dụ như b ắt đầu từ 7 giờ tối đèn vườn, đèn bảo vệ tự động bật sáng và tắt vào thời điểm 5 giờ sáng, 7 giờ sáng ti vi tại khu vực bếp tự động bật đúng chương trình cài đ ặt để người ăn sáng có thể xem, 8 giờ sáng vòi nước tưới vườn hoạt động trong 15 phút; 10 giờ đêm các hệ thống cửa tự động an toàn sẽ đóng lại… Cơ ch ế cảm ứng: cơ chế cảm ứng là m ột cơ chế linh hoạt, hoạt động trên sự - biến đổi trạng thái mà hệ thống cảm ứng ghi nhận để tự điều khiển phù hợp. Ví dụ: tại cầu thang, vệ sinh, đèn sẽ tự động bật khi có người và tự động tắt sau một thời gian nhất định khi không có người; hệ thống báo động sẽ thông báo khi cửa có những chấn động cơ học hơn mức bình thường (do phá hoại, đột nhập), mái kính sẽ tự động đóng lại khi có m ưa, mành – rèm tự hoạt động ở trạng thái thích hợp nhất khi cảm ứng với ánh n ắng mặt trời, đ èn tự động bật khi chiếu sáng tự nhiên không đủ… 1.2 Hướng tiếp cận 1.2.1 P hạm vi chung bài toán Do hạn chế về mặt thời gian, nhân lực và vật lực, to àn bộ công trình nghiên cứu khóa luận của chúng tôi sẽ triển khai xây dựng nhà thông minh theo cơ ch ế thông minh như đã trình bày ở trên. Hệ thống gồm 3 module: Module tương tác người máy, Module mô phỏng nhà thông minh, Module nhận diện điều khiển trạng thái vật thể qua IP Camera. Mỗi module quan hệ với nhau bởi mộ t lớp giao diện - lớp dữ liệu. 3
  14. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh Hình 1-1: Mô hình hệ thống nhà thông minh. 1.2.1.1 Module nhậ n d iện điều khiển qua IP Camera Nh ận diện và khoanh vùng đối tượng theo từng miền xác định. Output củ a Camera giám sát là hình ảnh chụp được từ nhà thông minh và khoanh vùng đối tượng theo định d ạng b ao gồm: tọ a độ góc dưới trái và góc trên phải của vật. 1.2.1.2 Quan sát và điều khiển trên PPC - Quản lý người dùng, dữ liệu người dùng và các đối tượng trong nhà thông minh. - Quản lý các tương tác người dùng đố i với nhà thông minh . - Quản lý, phân bổ hạ tầng mạng và các kết nố i. 1.2.1.3 Module mô phỏ ng 3D - Mô phỏng nhà 3D và nhận các tương tác người dùng. - Chuyển những tương tác người dùng thành các sự kiện trong nhà thông minh. 4
  15. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh 1.2.2 Phạ m vi module quan sát và điều khiển trên PPC Giới hạn phạm vi module quan sát và điều khiển trên PPC được xác định thông qua các yêu cầu: 1.2.2.1 Hạ tầ ng mạng - Đảm bảo dữ liệu thông suốt. - Thời gian chuyển và xử lý lệnh đạt trung b ình từ 300 - 400 ms trong điều kiện tốt và từ 2000 - 3000 ms trong điều kiện mạng kém. - Mạng truyền dữ liệu không dây nhưng vẫn đảm bảo tốc độ truyền tốt và số lượng lớn người truy cập. - Tính bảo mật cao. Có thể dễ dàng triển khai ngăn chặn các cuộc tấn công qua sóng và môi trường truyền dẫn thông qua ho ặc thiết bị bảo mặt, hoặc bởi thuật toán mã hóa dữ liệu, bất chấp sự ph ình ra một cách tương đối của dữ liệu. 1.2.2.2 Quản lý người dùng - Ngăn ngừa sự truy cập trái phép từ bên ngoài lên các đối tư ợng. - Phân quyền đối tượng đối với từng người dùng và nhóm người dùng. 1.2.2.3 Quản lý đối tượng - Dễ dàng truy cập tới các thông tin đối tượng và trạng thái đối tượng khi các tầng khác yêu cầu. - Dễ dàng ánh xạ giữa dữ liệu người dùng và dữ liệu đối tượng để nhận biết tính phân quyền của người dùng trên một đối tượng cụ thể. 5
  16. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh GIẢI PHÁP MẠNG Chương 2 Công ngh ệ m ạng không dây có thể sử dụng trong truyền dữ liệu, đáp ứng được các tiêu chí cơ bản đề ra là Bluetooth, hồng ngoại và Wireless. Về cơ bản, Bluetooth là sự cải thiện và phát triển từ hồng ngo ại (IrDA), vì th ế n ên trong bài khóa luận, chúng tôi chỉ đánh giá và so sánh hai mô hình m ạng cơ b ản là: Bluetooth và Wireless. 2.1 B luetooth 2.1.1 Khái quát Bluetooth là một đặc tả công nghiệp cho truyền thông không dây tầm gần giữa các thiết b ị điện tử. Công nghệ n ày hỗ trợ việc truyền dữ liệu qua các khoảng cách ngắn giữ a các thiết bị di động và cố định, tạo nên các m ạng cá nhân không dây (Wireless Personal Area Network-PANs). Bluetooth có thể đạt được tố c độ truyền dữ liệu 1Mb/s. Bluetooth hỗ trợ tốc độ truyền tải d ữ liệu lên tới 720 Kbps trong phạm vi 10 m–100 m. Khác với kết nố i hồng ngoại (IrDA), kết nối Bluetooth là vô hướng và sử dụng giải tần 2,4 GHz. 2.1.2 Đặc điểm - OBEX (OBject EXchange) là giao thứ c trao đổ i dữ liệu giữa các thiết b ị dùng cổng h ồng ngoại được hiệp hội IrDA (Infrared Data Association) đưa ra lần đầu tiên năm 1997. - Ban đ ầu, giao thứ c này chỉ giới hạn cho các thiết bị sử dụng môi trường ánh sáng hồng ngoại, nhưng rất nhanh sau đó nó được tổ ch ức Bluetooth SIG (Bluetooth Special Interest Group) đưa vào h ầu hết các thiết b ị Bluetooth của mình. - Cũng giống như các giao th ức khác, giao thức OBEX được xây dựng trên nền mô hình OSI (Open Systems Interconnection) bao gồm hai thành phần chính:  OBEX session protocol (giao thứ c phiên OBEX): mô tả cấu trúc gói tin trong phiên làm việc giữ a hai thiết bị.  OBEX application framework: tập các dịch vụ OBEX cung cấp cho các ứ ng dụng đ ầu cuối như truyền file, in ảnh... 6
  17. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh Hình 2-1: Giao thức Obex 2.1.3 Ưu điểm - Truyền dữ liệu giữ a các thiết bị không cần cáp trong khoảng cách trung bình (10m, có th ể xa hơn với thiết bị đặc biệt). - Sử dụng sóng radio ở băng tần không cần đăng ký 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific, Medical). - Có khả năng xuyên qua vật thể rắn và phi kim, không cần phải truyền thẳng . - Kh ả năng kết nối point-point, point-multipoint. - Bluetooth sử dụng cùng m ột chuẩn giao thức nên mọi thiết bị - Bluetooth đều có thể làm việc với nhau. - Sử dụng ít năng lượng, thích hợp với các thiết b ị di động có nguồn năng lượng h ạn ch ế. - Có khả năng hỗ trợ 3 kênh thoại và 1 kênh dữ liệu. 7
  18. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh - Có khả năng bảo mật từ 8Æ128bit. - Thiết bị nhỏ gọn, số lượng thiết b ị hỗ trợ Bluetooth ngày càng nhiều và đa dạng. - Giá thành thiết bị rẻ, truyền dữ liệu miễn phí. - Thiết lập kết nối dễ dàng và nhanh chóng, không cần access point. - Sử dụng đư ợc ở b ất cứ n ơi nào. - Được đỡ đầu b ởi 9 tập đoàn khổng lồ, và ngày càng có nhiều tổ chức tham gia vào vì th ế Bluetooth ngày càng được phát triển hoàn thiện và mạnh mẽ hơn. 2.1.4 Nhược điểm - Do sử dụng mô hình adhoc nên không thể thiết lập các ứng dụng thời gian thực. - Khoảng cách kết nố i còn ngắn so với các công nghệ m ạng không dây khác. - Số thiết bị active, pack cùng lúc trong một piconect còn h ạn ch ế. - Tốc độ truyền củ a Bluetooth không cao. - Bị nhiễu bởi một số thiết bị sử dụng sóng radio khác, các trang thiết bị khác. - Bảo mật còn thấp. Hình 2 -2: Ứng dụng Bluetooth 8
  19. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh 2.2 Wireless 2.2.1 Khái quát WLAN là mộ t loại mạng máy tính nhưng việc kết nối giữa các thành phần trong mạng không sử dụng các lo ại cáp như mộ t mạng thông thường, môi trường truyền thông của các thành phần trong mạng là không khí. Các thành phần trong mạng sử dụng sóng điện từ để truyền thông với nhau. 2.2.2 Các mô hình WLAN: Gồm 3 mô hình m ạng sau: - Mô hình m ạng độ c lập (IBSSs) hay còn gọi là mạng Ad hoc : Bao gồm các điểm truy nhập AP (Access Point) gắn với mạng đường trục hữu tuyến và giao tiếp với các thiết bị d i động trong vùng phủ sóng của một cell. AP đóng vai trò điều khiển cell và điều khiển lưu lượng tới mạng. Các thiết bị di động không giao tiếp trực tiếp với nhau mà giao tiếp với các AP. - Mô hình mạng cơ sở (BSSs) : Bao gồm các điểm truy nh ập AP (Access Point) gắn với mạng đường trục hữu tuyến và giao tiếp với các thiết bị di động trong vùng phủ sóng của mộ t cell. AP đóng vai trò điều khiển cell và điều khiển lưu lượng tới mạng. Các thiết b ị di độ ng không giao tiếp trực tiếp với nhau mà giao tiếp với các AP. - Mô hình m ạng mở rộng(ESSs) : Mạng 802.11 mở rộng phạm vi di động tới một phạm vi bất kì thông qua ESS. Một ESSs là một tập hợp các BSSs n ơi mà các Access Point giao tiếp với nhau để chuyển lưu lượng từ một BSS này đ ến một BSS khác để làm cho việc di chuyển dễ dàng của các trạm giữa các BSS, Access Point th ực hiện việc giao tiếp thông qua hệ thống phân phối. 9
  20. Xây dựng h ệ thống giám sát và điều khiển nhà thông minh Hình 2-3: mô hình mạng Ad-hoc Hình 2 -4: Mô hình mạng cơ sở 10
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD


intNumView=253

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2