VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG CC1010 - Tailieu123.org

Luận văn - báo cáo

Thạc sĩ cao học

Kinh tế quản lý

Khoa học tự nhiên

Kinh tế - Thương mại

Lý luận chính trị

Kỹ thuật

Báo cáo, luận văn khác

Kỹ năng mềm

Mẫu slide

Mẫu slide cho thuyết trình

Mẫu slide cho giáo án điện tử

Mẫu slide khác

Mẫu slide - Template

Kinh doanh - tiếp thị

Marketing, bán hàng

PR truyền thông

Kế hoạch kinh doanh

Tài liệu kinh doanh, tiếp thị khác

Thương mại điện tử

Kinh tế - Quản lý

Bài giảng, giáo trình

Tài liệu kinh tế khác

Tài chính - Ngân hàng

Tài chính doanh nghiệp

Kế toán, kiểm toán

Ngân hàng - tín dụng

Tài liệu tài chính - ngân hàng khác

Biểu mẫu - Văn bản

Mẫu hợp đồng

Mẫu đơn từ

Biểu mẫu, văn bản khác

Thủ tục hành chính

Giáo dục đào tạo

Tài liệu, đề thi môn Toán

Tài liệu, đề thi môn Ngữ Văn

Tài liệu, đề thi THPT các trường

Tài liệu, đề thi Vật Lý

Tài liệu, đề thi Sinh Học

Tài liệu, đề thi Hóa Học

Tài liệu, đề thi Lịch Sử

Tài liệu, đề thi học sinh giỏi

Tài liệu, đề thi khác

Giải bài tập các môn

Giáo án bài giảng

Giáo án, bài giảng lớp 6

Giáo án, bài giảng lớp 7

Giáo án, bài giảng lớp 8

Giáo án, bài giảng lớp 9

Giáo án, bài giảng lớp 10

Giáo án, bài giảng lớp 11

Giáo án, bài giảng lớp 12

Giáo án, bài giảng tiểu học

Giáo án, bài giảng khác

Công nghệ thông tin

Văn bản pháp luật

Thuế - Lệ phí - Kinh phí

Văn bản pháp luật khác

Học tiếng Anh

Tài liệu học tiếng Anh khác

Y học- sức khỏe

Tài liệu y học - sức khỏe khác

Các bài văn khấn nôm

Lĩnh vực khác

Kinh doanh - tiếp thị

Kinh tế - Quản lý

Tài chính - Ngân hàng

VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG VÀ TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG CC1010

828

577

Định dạng

Báo cáo tài liệu vi phạm

Đồ án tốt nghiệp

Tổng quan về mạng cảm nhận không

dây sử dụng CC1010

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ngành Công Nghệ Thông Tin 1

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM NHẬN KHÔNG DÂY

SỬ DỤNG CC1010.

1.1. Giới thiệu về mạng cảm nhận không dây.

Với sự phát triển của công nghệ chế tạo linh kiện điện tử, đặc biệt là

công nghệ bán dẫn, các vi điều khiển ngày nay có mật độ tích hợp cao, khả

năng xử lý mạnh, kích thước nhỏ, tiêu thụ năng lượng ít, giá thành ngày

càng hạ. Khi được cài đặt các phần mềm nhúng, các vi điều khiển này sẽ có

khả năng hoạt động độc lập ở các môi trường có vị trí địa lý khác nhau.

Nếu kết hợp các vi điều khiển này với các bộ phát sóng vô tuyến và các

cảm biến thì chúng có thể trở thành nút mạng trong mạng cảm nhận không

dây (Wireless Sensor Network - WSN). WSN có thể được tạo ra bằng cách

tập hợp nhiều các nút được cấu tạo như vậy. Tại mỗi nút mạng, chúng có

thể hoạt động độc lập để tiến hành đo các thông số khác nhau của môi

trường như: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất, nồng độ bụi,.... WSN

dường như đã trở thành giải pháp hấp dẫn vì mang đến sự tiện lợi về nhiều

phương diện, và đặc biệt, trong nhiều trường hợp thậm chí còn hạn chế

được sự nguy hiểm cho con người trong những môi trường làm việc khắc

nghiệt ( nút mạng thay thế cho sự làm việc trực tiếp của con người trong

những môi trường có độc tính hay nhiệt độ cao, áp suất cao,... ).

Mạng cảm nhận không dây ra đời đáp ứng cho nhu cầu thu thập

thông tin về môi trường tại một tập hợp các điểm xác định trong một

khoảng thời gian nhất định nhằm phát hiện xu hướng hoặc quy luật vận

động của môi trường. Bài toán này được đặc trưng bởi một số lớn các nút

mạng, thường xuyên cung cấp thông số môi trường và gửi về một hoặc một

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ngành Công Nghệ Thông Tin 2

tập trạm gốc có kết nối với trung tâm xử lý (thường là hệ thống máy tính )

để phân tích, xử lý, đưa ra các phương án phù hợp hoặc cảnh báo hay đơn

thuần chỉ là lưu trữ số liệu.

1.2. Các chỉ tiêu của hệ thống mạng cảm nhận không dây.

Các chỉ tiêu chủ yếu của mạng cảm nhận không dây là: thời gian

sống, độ bao phủ, chi phí và dễ triển khai, thời gian đáp ứng, độ chính xác

về thời gian, bảo mật, và tốc độ lấy mẫu hiệu quả. Thông thường, khi tăng

hiệu quả của chỉ tiêu này lại làm giảm hiệu quả của chỉ tiêu khác. Ví dụ:

khi tăng tốc độ lấy mẫu lại làm giảm thời gian sống. Mục đích ở phần này

hiểu rõ và cân bằng các chỉ tiêu với khả năng của hệ thống.

1.2.1. Thời gian sống.

Có một giới hạn của mạng cảm nhận không dây đó là thời gian sống.

Trong các ứng dụng, các nút mạng thường được đặt ở ngoài môi trường,

không có người giám sát theo hàng tháng hay hàng năm. Yếu tố chủ yếu

giới hạn thời gian sống của mạng cảm nhận là năng lượng cung cấp. Mỗi

nút cần được thiết kế cơ chế quản lý năng lượng nội bộ để tối đa thời gian

sống của mạng. Đặc biệt, trong trường hợp mạng an ninh, mỗi nút phải

sống trong nhiều năm. Một nút bị lỗi sẽ làm tổn thương hệ thống an ninh.

Trong vài tình huống có thể dùng nguồn năng lượng ngoài. Tuy

nhiên, vì ưu điểm chính của mạng không dây là tính linh hoạt dễ triển khai.

Yêu cầu nguồn năng lượng ngoài cho tất cả các nút mạng lại mâu thuẫn với

ưu điểm này. Một giải pháp được đưa ra là cho một nhóm các nút đặc biệt

được cấp nguồn ngoài.

Trong hầu hết các ứng dụng, đặc điểm chính của các nút là tự cấp

nguồn. Chúng sẽ có đủ năng lượng cho nhiều năm hoặc có thể lấy năng

lượng từ môi trường thông qua thiết bị khác như năng lượng mặt trời,

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ngành Công Nghệ Thông Tin 3

nguồn áp điện. Cả hai sự lựa chọn đều yêu cầu năng lượng tiêu thụ trung

bình của các nút càng ít càng tốt.

Yếu tố quan trọng quyết định thời gian sống là năng lượng tiêu thụ

radio. Một nút cảm nhận không dây khi truyền hoặc nhận tín hiệu radio sẽ

tiêu thụ năng lượng lớn. Năng lượng tiêu thụ này có thể giảm được bằng

cách giảm năng lượng truyền, tức là giảm chu trình làm việc của radio.

1.2.2. Độ bao phủ.

Bên cạnh thời gian sống, độ bao phủ là cũng là tham số đánh giá cho

mạng không dây. Nó có thuận lợi là khả năng triển khai một mạng trên một

vùng rộng lớn. Điều này làm tăng giá trị hệ thống đối với người dùng cuối.

Điều quan trọng là độ bao phủ của mạng không tương đương với khoảng

cách kết nối không dây được sử dụng. Kỹ thuật truyền multi-hop có thể mở

rộng độ bao phủ của mạng. Về mặt lý thuyết chúng có khả năng mở rộng

vô hạn. Tuy nhiên, trong một khoảng cách truyền xác định, giao thức mạng

multi-hop làm tăng năng lượng tiêu thụ của các nút, và sẽ làm giảm thời

gian sống của mạng. Hơn nữa, chúng đòi hỏi một mật độ tối thiểu, và sẽ

làm tăng chi phí triển khai.

Ràng buộc khoảng cách dẫn đến việc mở rộng một số lượng lớn các

nút. Giá trị chủ yếu của mạng cảm nhận là khả năng mở rộng. Một người

dùng có thể triển khai một mạng nhỏ ban đầu và sau đó tiếp tục thêm các

nút. Tăng số lượng các nút trong hệ thống sẽ ảnh hưởng tới thời gian sống.

Càng nhiều điểm cảm nhận thì càng có nhiều dữ liệu được truyền và sẽ làm

tăng năng lượng tiêu thụ của mạng.

1.2.3. Chi phí và dễ triển khai

Ưu điểm mấu chốt của mạng cảm nhận không dây là dễ triển khai.

Người sử dụng không cần phải hiểu về mạng và cơ chế truyền thông khi

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ngành Công Nghệ Thông Tin 4

làm việc với WSN. Để triển khai hệ thống thành công, WSN cần phải tự

cấu hình. Các nút được đặt vào môi trường và có thể hoạt động ngay.

Thêm vào đó, hệ thống cần thích nghi đối với sự thay đổi điều kiện

môi trường. Trong suốt thời gian sống, sẽ có thể thay đổi vị trí hay các đối

tượng lớn có thể gây nhiễu tới sự truyền thông giữa hai nút. Mạng cần có

khả năng tự cấu hình lại để khắc phục những điều này.

Trong thực tế, một phần năng lượng được dành cho kiểm tra và bảo

trì hệ thống. Việc tạo ra thông tin chẩn đoán và tái cấu hình sẽ làm giảm

thời gian sống của mạng, đồng thời cũng làm giảm tốc độ lấy mẫu.

1.2.4. Thời gian đáp ứng

Trong các ứng dụng cảnh báo, thời gian đáp ứng hệ thống là một

thông số quan trọng để đánh giá hệ thống. Một cảnh báo cần được tạo ra

ngay lập tức khi nhận thấy có một sự vi phạm. Dù hoạt động năng lượng

thấp, các nút cần có khả năng truyền tức thời các thông điệp qua mạng càng

nhanh càng tốt. Trong khi những sự kiện như vậy là không thường xuyên,

chúng có thể xảy ra tại bất cứ thời điểm nào mà không được báo trước.

Thời gian đáp ứng cũng quan trọng khi điều khiển máy móc trong nhà máy.

Những hệ thống này chỉ thành hiện thực nếu đảm bảo được thời gian đáp

ứng.

Khả năng có thời gian đáp ứng ngắn xung đột với các kỹ thuật làm

tăng thời gian sống của mạng. Thời gian sống của mạng có thể tăng bằng

cách để các nút chỉ hoạt động radio trong thời gian ngắn. Thời gian đáp ứng

có thể cải thiện bằng cách cấp nguồn cho một số nút trong toàn bộ thời

gian. Những nút này có thể nghe các thông điệp cảnh báo và chuyển tiếp

chúng theo đường khi cần. Tuy nhiên điều này sẽ làm giảm tính dễ triển

khai hệ thống.

1.2.5. Độ chính xác về thời gian

Đồ án tốt nghiệp đại học

Ngành Công Nghệ Thông Tin 5

Trong ứng dụng theo dõi đối tượng và giám sát môi trường các mẫu

từ nhiều nút có liên quan theo thời gian để xác định các hiện tượng khác

thường được theo dõi. Tính chính xác của cơ chế tương quan phụ thuộc vào

tốc độ lan truyền của hiện tượng được đo. Trong trường hợp xác định nhiệt

độ trung bình của một toà nhà, các mẫu chỉ được liên quan với nhau trong

vòng cỡ hàng giây. Tuy nhiên, để xác định cách phản ứng của toà nhà đối

với một trận động đất thì đòi hỏi độ chính xác cỡ mili giây.

Để đạt được độ chính xác theo thời gian, một mạng cần xây dựng và

duy trì một thời gian cơ sở toàn cục có thể được sử dụng để sắp xếp các

mẫu và các sự kiện theo thời gian. Trong một hệ phân tán, năng lượng cần

được mở rộng để duy trì và phân phát đồng hồ. Thông tin đồng bộ thời gian

cần liên tục được truyền giữa các nút. Tần số các thông điệp đồng bộ phụ

thuộc vào yêu cầu độ chính xác của đồng hồ thời gian.

1.2.6. Bảo mật

Các thông tin về nhiệt độ đối với ứng dụng giám sát môi trường

dường như vô hại nhưng việc giữ bí mật thông tin là rất quan trọng. Các

hoạt động của một toà nhà có thể thu thập được dễ dàng bằng cách lấy

thông tin về nhiệt độ và ánh sáng của toà nhà đó. Những thông tin này có

thể được sử dụng để sắp xếp một kế hoạch tấn công vào một công ty. Do

đó, WSN cần có khả năng giữ bí mật các thông tin thu thập được.

Trong các ứng dụng an ninh, dữ liệu bảo mật trở nên rất quan trọng.

Không chỉ duy trì tính bí mật, nó còn phải có khả năng xác thực dữ liệu

truyền. Sự kết hợp tính bí mật và xác thực là yêu cầu cần thiết của cả ba

dạng ứng dụng.

Việc sử dụng mã hoá và giải mã sẽ làm tăng chi phí về năng lượng

và băng thông. Dữ liệu mã hoá và giải mã cần được truyền cùng với mỗi

gói tin. Điều đó ảnh hưởng tới hiệu suất ứng dụng do giảm số lượng dữ liệu

lấy từ mạng và thời gian sống mong đợi.

LÝ THUYẾT TOÁN

Kinh doanh - tiếp thị

Quản trị, internet, marketing

Giáo dục đào tạo

Các tài liệu, đề thi liên quan đến các môn học của học sinh và bài giảng của giáo viên

Công nghệ thông tin

Tài liệu lĩnh vực công nghệ thông tin

Học tiếng Anh

Các tài liệu liên quan đến học tiếng Anh