MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU . 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY . 5

1.1. Định nghĩa . 5

1.2. Các thành phần của mạng cảm biến không dây . 5

1.2.1. Nút cảm biến . 5

1.2.2. Mạng cảm biến . 7

1.3. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây . 12

1.4. Ưu điểm, nhược điểm của mạng cảm biến không dây . . 13

1.4.1. Ưu điểm . 13

1.4.2. Nhược điểm . 14

1.5. Kết luận . . 14

CHƯƠNG 2: GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN THÂM NHẬP MÔI TRƯỜNG

TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY . . 15

2.1. Các thông số cần quan tâm khi thiết kế giao thức MAC cho WSN . 16

2.2. Các nguyên nhân gây ra sự lãng phí năng lượng . . 18

2.3. Các giao thức MAC trong WSN . 19

2.3.1. CSMA (Đa truy cập cảm nhận sóng mang) . . 19

2.3.2. S-MAC (Sensor - MAC) . . 21

2.3.1. T-MAC (Time out - MAC) . 30

2.4. Kết luận . 39

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM MÔ PHỎNG GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN

THÂM NHẬP MÔI TRƯỜNG TRONG WSN . . 40

3.1. Chế độ lập lịch tập trung . 40

3.2. Thiết lập thực nghiệm . . 45

3.3. Tiến hành thực nghiệm và đánh giá kết quả . 48

KẾT LUẬN . 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 53

PHỤ LỤC . 54

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học

kỹ thuật nói chung và công nghệ thông tin nói riêng, mạng cảm biến không dây

(Wireless Sensor Networks - WSN) là một trong những lĩnh vực hiện đang

được rất nhiều nơi trên thế giới nghiên cứu và phát triển. Nghiên cứu về WSN

mở ra những ứng dụng đem lại lợi ích thiết thực cho đời sống con, giúp con

người không mất quá nhiều công sức, nhân lực nhưng vẫn mang lại hiệu quả cao

cho công việc. Những ứng dụng của WSN trong tương lai không xa sẽ trở thành

một phần không thể thiếu trong đời sống con người nếu chúng ta có thể phát huy

hết được các ưu điểm của nó. Sức mạnh của WSN nằm ở chỗ khả năng triển

khai một số lượng lớn các thiết bị nhỏ có thể tự thiết lập cấu hình hệ thống. Sử

dụng những thiết bị này để theo dõi theo thời gian thực, để giám sát điều kiện

môi trường, để theo dõi cấu trúc hoặc tình trạng thiết bị .

Mặc dù có rất nhiều ưu điểm nhưng WSN vẫn còn nhiều nhược điểm, hạn

chế cần được giải quyết. Một trong những thách thức lớn nhất của WSN chính là

nguồn năng lượng bị giới hạn làm ảnh hưởng tới thời gian sống của các nút

mạng. Các nút mạng cảm biến lại được phân bố và hoạt động với số lượng lớn ở

những vùng địa lý và môi trường khác nhau nên việc nạp lại hay thay thế năng

lượng cho các nút mạng là vô cùng khó khăn. Vì vậy mà rất nhiều nghiên cứu

hiện nay đang tập trung vào vấn đề làm thế để tăng hiệu quả năng lượng của

WSN trong từng lĩnh vực khác nhau.

Nhận thấy được sự quan trọng của việc tăng hiệu quả năng lượng cho

WSN nên trong khóa luận này em sẽ tập trung vào nghiên cứu tìm hiểu về vấn

đề: “Thâm nhập môi trường (MAC), hiệu quả năng lượng cho các nút mạng

cảm biến không dây”. Nội dung khóa luận này bao gồm 3 chương, phần mở

đầu, phần kết luận và tài liệu tham khảo:

Chương 1: Tổng quan về mạng cảm biến không dây: giới thiệu một cách

tổng quan về WSN, các ưu - nhược điểm và các ứng dụng đang được triển khai

trong đời sống con người.

Chương 2: Giao thức điều khiển thâm nhập môi trường trong mạng cảm

biến không dây: tìm hiểu về các thông số cần thiết khi thiết kế các giao thức

thâm nhập môi trường (MAC), các nguyên nhân gây ra sự hao phí năng lượng

và giới thiệu một số giao thức MAC phổ biến.

Chương 3: Thực nghiệm mô phỏng giải thuật thâm nhập môi trường cho

mạng cảm biến không dây: tập trung tìm hiểu về phương pháp lập lịch tập trung

và tiến hành làm thực nghiệm đo kiểm tính toán hiệu quả năng lượng của giao

thức này.

Phần kết luận: tổng kết đánh giá lại những vấn đề đã thực hiện và kết quả

đạt được