1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành Công nghệ Thông tin
Tìm hiểu và viết phần mềm nhúng cho nút
mạng không dây dạng Ad-hoc.
(Chủ đề: Tiết kiệm năng lƣợng)
Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS.Vương Đạo Vy
Sinh viên thực hiện: Đàm Thu Phương
Mã số sinh viên: 10413
ISO9001:2000
2
NỘI DUNG CHÍNH
I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG CC1010.
II. VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM TIÊU THỤ NĂNG LƢỢNG.
III. PHẦN MỀM NHÚNG.
IV. MỘT SỐ THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ.
3
I. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG CC1010.
Mạng cảm nhận không dây (Wireless Sensor Networks–WSN) được cấu
thành từ các nút mạng cảm nhận không dây có khả năng thực hiện cả chức
năng mạng và chức năng cảm nhận. Các nút trong mạng có thể được phân
bố bằng tay hoặc ngẫu nhiên và khi phân bố ngẫu nhiên sẽ tạo ra một cấu
trúc chọn đường đặc biệt – Ad-hoc. Khoảng cách giữa các nút ngắn(100m)
nên khi triển khai mạng rộng sẽ cần nhiều nút trung gian.
Các chỉ tiêu cho một hệ thống WSN như: thời gian sống, độ bao phủ,
khả năng tự cấu hình, thời gian đáp ứng, bảo mật, tốc độ lấy mẫu hiệu
quả,… Trong WSN, mỗi nút mạng lại có các yêu cầu để có thể đảm bảo
hoạt động truyền nhận không dây như: năng lượng, tính mềm dẻo, sức
mạnh, bảo mật, truyền thông, tính toán, đồng bộ thời gian, kích thước và
chi phí,…
Đề tài lựa chọn vi điều khiển CC1010 để xây dựng nút mạng vì
CC1010 có rất nhiều đặc điểm đáp ứng được chỉ tiêu và yêu cầu đưa ra
cho WSN.
4
II. VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM TIÊU THỤ NĂNG LƢỢNG.
Một số yếu tố ảnh hưởng tới tiêu thụ năng lượng như: Kiến trúc giao
thức mạng, Giao thức chọn đường, Hoạt động truyền nhận không dây,…
Lớp truyền tải
Lớp vật lý
Lớp ứng dụng
Lớp liên kết số liệu
Lớp mạng
Phần quản lý nhiệm vụ
Phần quản lý di chuyển
Phần quản lý năng lượng
Các phần quản lý trong kiến trúc giao thức trên có tác dụng quản lý năng
lượng của nút mạng, từ đó duy trì hoạt động của toàn mạng trong thời
gian dài hơn.
Hình 2.1: Kiến trúc giao thức của WSN
1. Kiến trúc giao thức mạng
5
2. Giao thức chọn đường.
II. VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM TIÊU THỤ NĂNG LƢỢNG.
Nói chung, các giao thức chọn đường được chia làm 3 loại dựa vào cấu
trúc mạng: ngang hàng, phân cấp hoặc dựa vào vị trí.
Một số giao thức chọn đường đã phát huy hiệu quả tiết kiệm tiêu thụ
năng lượng nhưng đáng quan tâm nhất là giao thức chọn đường LEACH
- Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy – phân cấp nhóm thích ứng
công suất thấp, giao thức này cho phép tiết kiệm năng lượng trong mạng
WSN.
Giao thức này chỉ thích hợp với yêu cầu giám sát liên tục bởi mạng cảm
biến. Với ứng dụng mà người sử dụng không cần tất cả các số liệu ngay
lập tức thì việc truyền số liệu theo chu kỳ là không cần thiết và có thể làm
tiêu tốn năng lượng vô ích. Giao thức LEACH cần tiếp tục được cải tiến
để khắc phục hạn chế này.