Luận văn: Mạng Cảm Nhanh Không Dây Và Đánh Giá Bằng Thực Nghiệm Một Số Thổi Số Qua Điều Khiển Thâm Nhập Môi Trường

Mạng Cảm Nhanh Không Dây và Đánh Giá Bằng Thực Nghiệm Một Số Thông Số Qua Điều Khiển Thâm Nhập Môi Trường

Tác giả: Ngô Đức Nghị

Lĩnh vực: Luận văn nghiên cứu khoa học

Nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung nghiên cứu về mạng cảm biến không dây (Wireless Sensor Network – WSN), một hệ thống mạng máy tính di động dạng không cấu trúc (ad-hoc mobile network) với nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như y tế, quân sự, môi trường, và giao thông. Điểm mạnh của WSN là khả năng triển khai một số lượng lớn thiết bị nhỏ, tự cấu hình, có thể theo dõi môi trường thời gian thực. Tuy nhiên, WSN đối mặt với thách thức lớn về năng lượng do các nút hoạt động ngoài trời và khó nạp lại năng lượng. Luận văn đi sâu vào các thủ tục thâm nhập môi trường và phương pháp lập lịch tập trung để tối ưu hóa việc quản lý năng lượng.

Luận văn được cấu trúc gồm 3 chương, cùng với phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo.

Chương 1 cung cấp tổng quan về mạng cảm nhận không dây, bao gồm các dạng ứng dụng và tiêu chí đánh giá WSN cùng các nút cảm biến. Chương này trình bày cấu trúc mạng cảm biến, các yếu tố ảnh hưởng, kiến trúc giao thức, cũng như hai cấu trúc đặc trưng: phẳng và tầng.

Chương 2 giới thiệu các thủ tục thâm nhập môi trường và tập trung nghiên cứu sâu về phương pháp lập lịch tập trung.

Chương 3 trình bày thực nghiệm đo kiểm mạng WSN sử dụng phương pháp lập lịch tập trung, bao gồm các thiết bị, quy trình thực nghiệm và phân tích kết quả.

Phần kết luận tổng kết các công việc đã thực hiện, kết quả đạt được và đề xuất hướng nghiên cứu trong tương lai.

Mục lục chi tiết:

• Lời cam đoan
• Danh sách từ viết tắt
• Mở đầu
• Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến
• 1.1. Giới thiệu
• 1.2. Cấu trúc mạng cảm biến
• 1.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng cảm biến
• 1.2.2. Kiến trúc giao thức mạng
• 1.2.3. Hai cấu trúc đặc trưng của mạng cảm biến
• 1.2.3.1. Cấu trúc phẳng
• 1.2.3.2. Cấu trúc tầng
• 1.3. Ứng dụng
• 1.3.1. Ứng dụng trong quân đội
• 1.3.2. Ứng dụng trong môi trường
• 1.3.3. Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe
• 1.3.4. Ứng dụng trong gia đình
• 1.4. Kết luận
• Chương 2: Các thủ tục thâm nhập môi trường
• 2.1 Tổng quan
• 2.2 Các giao thức MAC truyền thống
• 2.2.1 Aloha và CSMA
• 2.2.2 Các vấn đề về nút ẩn và nút hiện
• 2.2.3 Thâm nhập môi trường và cảnh báo đụng độ (MACA)
• 2.2.4 IEEE 802.11 MAC
• 2.2.5 IEEE 802.15.4 MAC
• 2.3 Hiệu quả năng lượng trong các giao thức MAC
• 2.3.1 Quản lý năng lượng trong IEEE 802.11
• 2.3.2 Thâm nhập môi trường cảm nhận nguồn với tín hiệu (PAMAS)
• 2.3.3 Mức tối thiểu hóa chi phí năng lượng thu nhàn rỗi
• 2.4.1. Đánh thức máy thu thứ cấp
• 2.4.2 Mẫu lắng nghe mở đầu công suất thấp
• 2.4.4 Khởi động việc truyền nhận chu kỳ nhận (TICER/RICER)
• 2.4.5 Giao thức MAC tái cấu hình
• 2.5 Kỹ thuật lập lịch ngủ
• 2.5.1 Sensor MAC (S-MAC)
• 2.5.2 Thời gian chờ đợi MAC (T-MAC)
• 2.5.3 MAC thu thập số liệu (D-MAC)
• 2.5.4 Lập lịch ngủ trễ hiệu suất (DESS)
• 2.5.5 Lập lịch ngủ không đồng bộ
• 2.6 Các giao thức tự do tranh chấp
• 2.6.1 MAC tình và sự khởi động (SMACS)
• 2.6.2 Lập lịch cơ bản BFS/DFS
• 2.6.3 MAC đồng bộ dành riêng
• 2.6.4 Thâm nhập môi trường thích ứng lưu lượng (TRAMA)
• 2.7 Lập lịch không tập trung
• Chương 3: Thực nghiệm đo kiểm mạng WSN sử dụng phương pháp lập lịch tập trung
• 3.1. Mục đích và yêu cầu thực nghiệm
• 3.1.1. Mục đích
• 3.1.2. Yêu cầu thực nghiệm
• 3.2. Các thiết bị thực nghiệm
• 3.3 Giới thiệu VDK CC1010
• 3.4 Tiến hành thực nghiệm
• 3.4.1 Sơ đồ thực nghiệm và thuật toán
• 3.4.1.1 Đo khoảng cách D lớn nhất giữa các nút mạng để chúng có thể liên lạc được với nhau
• 3.4.1.2 Thời gian truyền nhận dữ liệu giữa nút cảm nhận và nút cơ sở
• 3.4.1.3 Đo cường độ dòng điện của các nút mạng các trạng thái: ngủ, truyền, nhận dữ liệu ở chế độ lập lịch tập trung
• Kết luận
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục