Nghiên cứu phƣơng pháp xác định vị trí nút mạng không dây

Trong suốt 4 năm học vừa qua với sự giúp đỡ của các thầy cô và giáo viên hướng dẫn về mọi mặt nhất là trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp đã giúp em hoàn thành đúng thời gian quy đinh

Đồ án tốt nghiệp đai học MỤC LỤC BẢNG LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN 1.1 Giới thiệu mạng không dây 1.2 Cấu trúc mạng cảm biến 1.2.1 Nút cảm biến 1.2.2 Mạng cảm biến 10 1.2.3 Cấu trúc đặc trƣng mạng cảm biến 14 1.3 Thách thức đặt mạng cảm biến 18 1.4 Các ứng dụng mạng cảm biến 19 1.4.1 Ứng dụng quân an ninh thiên nhiên 19 1.4.2 Ứng dụng giám sát xe cộ thông tin liên quan 20 1.4.3 Ứng dụng cho việc điều khiển thiết bị nhà 21 1.4.4 Ứng dụng tòa nhà tự động 21 1.4.5 Ứng dụng trình quản lý tự động cơng nghiệp 23 1.4.6 Ứng dụng y học 24 1.5 Sự khác biệt mạng WSN mạng truyền thống 24 1.6 Kết luận 25 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỊNH VỊ NÚT MẠNG 26 2.1 Pha Phân khoảng 26 2.2 Pha định vị 27 2.3 Một số hệ thống định vị 31 2.3.1 GPS 31 2.3.2 Active Badge 31 Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học 2.3.3 Active Bat 32 2.3.4 Cricket 32 2.3.5 Radar 32 2.4 Một số hệ thống định vị đƣợc sử dụng mạng cảm biến 34 2.4.1 Hệ thống định vị Beacon-based 34 2.4.2 SpotON 34 2.4.3 Calamari 35 2.5 Xác định vị trí nút mạng 35 2.6 Kết luận 36 CHƢƠNG 3: ĐỊNH VỊ NÚT MẠNG TRONG WSN 38 3.1 Tìm kiếm đối tƣợng đơn 38 3.1.1Kỹ thuật điện kế 40 3.1.2 Kỹ thuật RSSI 41 3.1.3 Hệ thống Ferret 43 3.1.4 Kết đạt đƣợc 44 3.2 Định vị toàn mạng 49 3.3 Thuật tốn xác định vị trí 54 3.4 Kết luận 56 CHƢƠNG 4: GIẢI MỘT SỐ BÀI TỐN ĐỊNH VỊ HÌNH HỌC 57 4.1 Định vị không ƣớc lƣợng khoảng cách 57 4.2 Xác định vị trí tƣơng đối ƣớc lƣợng khoảng cách 59 4.3 Xác định trục tọa độ thông qua khoảng cách 61 4.4 Kết luận 66 KẾT LUÂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học BẢNG LIỆT KÊ CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Từ tiếng anh WSN Wireless Sensor Network TDOA Time difference of arrival AOA Angle of arrival TOA Time of arrival ES Evolution Strategies RSSI Received Signal Strength Indicator TOF Time of flight AHLoS Ad-Hoc Localization System RF Radio frequency MAC Media Access Control LESS Localization Using Evolution Strategies in Sensornets ADC Analog to Digital Converter ID Identification GPS Global Positioning System Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học LỜI CẢM ƠN Trong suốt năm học vừa qua với giúp đỡ thầy cô giáo viên hướng dẫn mặt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp giúp em hoàn thành thời gian quy đinh Em xin chân thành cảm ơn đến: Bộ môn CNTT thầy cô khoa đã giảng dạy cho em kiến thức sở làm tảng để thực tốt luận văn Đặc biêt xin bày tỏ lòng cảm ơn đến PGS.TS Vương Đạo Vy , Khoa Điện Tử Viễn Thông ĐHCN, ĐHQGHN với thầy giáo Ths Nguyễn Trọng Thể, Khoa Công Nghệ Thông Tin DHDL Hải Phịng tận tình giúp đỡ tơi q trình làm luận văn Tơi xin cảm ơn đến gia đình, anh chị bạn tơi động viên giúp đỡ tơi suốt q trình làm luận văn Hải Phòng, Tháng năm 2010 Sinh viên thực hiên Hoàng Anh Sơn Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học MỞ ĐẦU Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học công nghệ việc nghiên cứu mạng cho giá thành rẻ tiêu thụ lượng ít, đa chức mở rộng hoạt động cách dễ dàng tập trung nghiên cứu Trong việc nghiên cứu mạng cảm biến phát triển mạnh mẽ đặc biệt hệ thống mạng cảm biến không dây (wireless sensor network) Ngày có nhiều ứng dụng mạng cảm biến triển khai Đó ứng dụng theo dõi, tự động hóa, y tế, quân đội an ninh,… Trong tương lai không xa, ứng dụng mạng cảm biến trở thành phần thiếu sống người phát huy hết điểm mạnh mà khơng phải mạng có mạng cảm biến Tuy nhiên mạng cảm biến đối mặt với nhiều thách thức vấn đề lượng bị hạn chế Để trì tuổi thọ cho mạng có nhiều cách khác vấn đề định vị trí xác nút mạng Nó giúp giảm cách đáng kể lương cho việc tìm đường định tuyến làm tăng khẳ sống mạng Vì mà luận văn tốt nghiệp “ Nghiên cứu phƣơng pháp xác định vị trí nút mạng khơng dây ” nghiên cứu tổng quan mạng WSN, tìm hiểu cách xác định vị trí nút mạng Luận văn em gồm có chương, lời cảm ơn, mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo Nội dung chương tóm tắt sau: Chương 1: Tổng quan mạng cảm biến, chương giới thiệu tổng quan mạng cảm biến không dây, ứng dụng, thách thức đặt với mạng WSN Chương : Cơ sở lý thuyết, chương nghiên cứu sở lý thuyết việc định vi Tìm hiểu số hệ thống định vị sử dụng hệ thống định vị sử dụng mạng WSN Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học Chương : Định vị nút mạng WSN, chương tìm hiểu kỹ thuật định vị thuật tốn để xác định vị trí Chương : Giải số toán định vị hình học, chương ta xét số ví dụ cụ thể để minh họa cho việc xác định vị trí nút mạng mạng WSN Phần kết luận trình bày vấn đề nghiên cứu Tác giả Hoàng Anh Sơn Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN 1.1 Giới thiệu mạng không dây Trong năm gần đây, với phát triển Internet, truyền thông công nghệ thông tin, hệ thống mạng cảm biến phát triển Nó triển khai cho nhiều ứng dụng khác như: theo dõi thay đổi môi trường, khí hậu, giám sát mặt trận quân sự, phát thám việc công hạt nhân, sinh học hoá học, chuẩn đoán hỏng hóc máy móc, thiết bị, theo dấu giám sát bác sỹ, bệnh nhân quản lý thuốc bệnh viên, theo dõi điều khiển giao thông Một mạng cảm biến bao gồm số lượng lớn nút cảm biến phân bố bên tượng phân bố bên cạnh tượng Vị trí nút cảm biến khơng cần phải thiết kế xác định trước, điều cho phép nút cảm biến phân bố ngẫu nhiên địa hình phức tạp Điều có nghĩa giao thức mạng cảm biến thuật tốn phải có khả tự tổ chức Một đặc điểm quan trọng khác mạng cảm biến khả phối hợp nút cảm biến Các nút cảm biến gắn xử lý bên Thay gửi số liệu thơ tới nút đích, chúng sử dụng khả xử lý để thực tính tốn đơn giản truyền số liệu xử lý theo yêu cầu Những ứng dụng mạng cảm biến địi hỏi phải có kỹ thuật đặc biệt so với kỹ thuật áp dụng cho mạng không dây phi cấu trúc (mạng ad-hoc) Mặc dù nhiều giao thức giải thuật thiết kế cho mạng ad hoc không dây truyền thống, chúng chưa thỏa mãn đặc tính yêu cầu ứng dụng mạng cảm biến Khi số lượng lớn nút cảm biến triển khai mật độ dày nút lân cận phân bố gần lẫn nhau, truyền thơng đa bước nhảy mạng cảm biến phải tiêu thụ lượng truyền thơng đơn bước Hồng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học nhảy truyền thống Hơn nữa, lượng phục vụ truyền liệu để mức thấp, chủ yếu dành cho hoạt động chuyển đổi, xử lý Truyền thơng đa bước nhảy khắc phục có hiệu vấn đề lan truyền tín hiệu khoảng cách xa giao tiếp không dây Một yêu cầu ràng buộc quan trọng nút cảm biến mức độ tiêu thụ điện phải thấp Nguồn cung cấp lượng điện cho nút cảm biến có hạn nói chung khơng thể thay Bởi vậy, mạng truyền thống tập trung vào để đạt chất lượng dịch vụ cao giao thức mạng cảm biến phải tập trung chủ yếu giữ gìn lượng Chúng phải có chế cân cho phép lựa chọn việc kéo dài tuổi thọ mạng hay thông lượng thấp, độ trễ cao Các mạng cảm biến gồm có nhiều phương thức thực cảm biến khác cảm biến địa chấn, cảm ứng từ, cảm biến nhiệt, cảm biến hình ảnh, cảm biến hồng ngoại, cảm biến sóng âm sóng rađa … điều kiện bao quanh đa dạng như: nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động phương tiện, điều kiện ánh sáng, sức ép, nhiễm, mức độ ồn, có mặt loại đối tượng định, đặc trưng thời tốc độ, hướng, kích thước đối tượng Những nút cảm biến sử dụng cho cảm biến liên tục, phát kiện, định danh kiện, cảm biến vị trí, điều khiển cục thiết bị khởi động 1.2 Cấu trúc mạng cảm biến 1.2.1 Nút cảm biến Một nút cảm biến cấu tạo bốn thành phần hình 1.1 gồm: Bộ phận cảm biến (Sensing Unit), phận xử lý (Processing Unit), phận thu phát (Transceiver Unit) phận cung cấp lượng (Power Unit) Ngồi ra, chúng có thành phần bổ sung phụ thuộc ứng dụng Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học như: Hệ thống định vị (Location Finding System); Bộ phận phát điện (Power Generator) phận quản lý di động (Mobilizer) Bộ phận cảm biến thường bao gồm hai phận nhỏ: sensors phận chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (Analog to Digital Converter ADCs) Tín hiệu tương tự sản sinh thành phần cảm biến dựa vào quan sát tượng chuyển đổi tới tín hiệu số ADCs, sau chuyển tới phận xử lý Bộ phận xử lý thường liên quan đến phận lưu trữ nhỏ, quản lý thủ tục làm cho nút cảm biến hợp tác với khác để thực nhiệm vụ cảm biến định trước Bộ phận thu phát kết nối nút với mạng Một thành phần quan trọng nút cảm biến phận cung cấp quản lý lượng Bộ phận hỗ trợ phận tiếp thu lượng pin mặt trời Nút cảm biến cịn có phận nhỏ khác phụ thuộc ứng dụng cụ thể Hình Thành phần nút cảm biến Hầu hết kỹ thuật định tuyến mạng cảm biến tác vụ cảm biến địi hỏi kiến thức định vị vị trí với độ xác cao, nút cảm biến thường có hệ thống định vị vị trí Ngồi ra, tùy thuộc vào ứng dụng, nút cảm biến trang bị phận quản lý di động để quản lý chuyển động yêu cầu để thực nhiệm vụ định trước Tất phận cần phải tích hợp mơ đun có kích thước nhỏ Ngồi kích thước, nút cảm biến phải thỏa mãn yêu cầu: Hoàng Anh Sơn – CT1002 Đồ án tốt nghiệp đai học Tiêu thụ điện cực nhỏ Hoạt động mật độ cao Có chi phí sản xuất thấp khơng thiết yếu Khơng có định danh thực tự quản trị Thích ứng với mơi trường Những nút cảm biến thường không tác động được, tuổi thọ mạng cảm biến phụ thuộc vào tuổi thọ nguồn cung cấp lượng cho nút Vì kích thước giới hạn, lượng nút cảm biến trở thành tài nguyên khan 1.2.2 Mạng cảm biến Như hình 1.1, thấy, mạng cảm nhận bao gồm nhiều node cảm biến phân bố trường cảm biến Các node có khả thu thập liệu thực tế, sau chọn đường (thường theo phương pháp đa bước nhảy) để chuyển liệu thu thập node gốc Node gốc liên lạc với node quản lý nhiệm vụ thơng qua Internet vệ tinh Hình 1.1 Phân bố node cảm biến trường cảm biến Việc thiết kế mạng cảm nhận mơ hình Hình 1.1 phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Hoàng Anh Sơn – CT1002 10 Đồ án tốt nghiệp đai học Có thể tính tốn việc tính tổng n nút mạng cảm nhận bốn toán tử giao hợp nêu Giả sử thứ lựa chọn điều di chuyển đến vị trí ước lượng Δx theo trục x (hinh 3.10b) Toán tử đột biến di chuyển vị trí ước tính Xe gần vị trí xác việc thay tọa độ x chúng với khoảng cách ước lượng gần khoảng cách xác lỗi theo cơng thức nhỏ Điều làm tăng khả phù hợp tiềm phép giải mã cải thiện hội sống sót hệ 3.3 Thuật tốn xác định vị trí Một số thực nghiệm lược đồ trọng số không cân bằng.Trong mô cụm láng giềng xây dựng nút hình Sau phần mền thực vị trí P lưới Đối với vị trí P giả lệnh tính tốn lược đồ trọng số không cân lược đồ trọng số cân Trong trường hợp đặc biệt ước lượng trọng số chứa lỗi gây lược đồ trọng số không cân biến ước lượng khơng xác chứa lỗi biến trung bình trọng số cân Các giá trị lỗi có trạng thái khoảng cách trung gian vị trí xác P vị trí tính tốn Sự khác biệt khoảng cách không gian vị trí thực vị trí tính tốn Bất giá trị vị trí phản ánh vector khoảng cách P vector vị trí giả định Phương pháp đề xuất vị trí tính tốn gắn với vị trí thực P so với đề án trọng số Hình 3.11 cho thấy biểu đồ cải thiện vị trí trả qua hàm chức năng: FLOAT improvement(position P, nodes[k] N) // calculate distances to all spanning nodes FOR EACH of the k nodes N[i] spanning the patch BEGIN Hoàng Anh Sơn – CT1002 54 Đồ án tốt nghiệp đai học dist_PN[i] = distance(P,N[i]) // and disturb by certain error dist_PN[i] += error(dist_PN[i]) END // each triple (i,i+1,i+2) of nodes // creates a position estimate FOR EACH of the k nodes N[i] spanning the patch position_suggestion[i] = triangulate(dist_PN[i],dist_PN[(i+1) MOD k],dist_PN[(i+2) MOD k] // the final position is a weighted sum // of the position estimates estimation_weighted = estimation_trivial = FOR EACH of the k nodes N[i] spanning the patch BEGIN estimation_weighted += position_suggestion[i]*weight[i] estimation_trivial += position_suggestion[i]/k END improvement = ABS(P-estimation_trivial) - ABS(P-estimation_weighted) return improvement Nếu khoảng cách distP,N xác xác vị trí P trở lên hồn hảo Tuy nhiên thực tế khoảng cách dự đốn Hồng Anh Sơn – CT1002 55 Đồ án tốt nghiệp đai học Trong hình 3.11 việc đạt độ xác trung bình đề án trọng số không cân cho topo hiển thị bởi nút Những điểm tối màu điểm mà độ xác cải tiến Những cải tiến thực cạnh đỉnh vùng Sự cải thiện hướng trung tâm trọng lực Vì trọng số ngày trở lên cân việc hội tụ chống lại trọng số 3.4 Kết luận Trong mạng WSN việc xác định vị trí nút mạng cần thiết Trong chương tìm hiểu số kỹ thuật định vị điện kế, kĩ thuật RSSI sử dụng chiến lược tiến hóa để xác định vị trí nút mạng thơng qua tìm hiểu hai hai hệ thống Ferret hệ thống LESS Hoàng Anh Sơn – CT1002 56 Đồ án tốt nghiệp đai học CHƢƠNG 4: GIẢI MỘT SỐ BÀI TỐN ĐỊNH VỊ HÌNH HỌC Để hiểu rõ việc định vị nút mạng ta tìm hiểu thực tế cách nghiên cứu số toán khác để thấy cách xác định vị trí nút mạng mạng cảm biến không dây WSN 4.1 Định vị không ƣớc lƣợng khoảng cách Bài toán: Cho hai nút A B khơng biết vị trí chúng nghe Nút A có láng giềng (1,5) (3,4) B có láng giềng (0.5,2) (2,1.5) Miền vòng tròn radio của nút phủ 1.5 đơn vị.Hỏi: a Vị trí nút A (2,4) (2,5) b Thiết lập vị trí nút C biết vị trí cặp láng giềng Khoảng cách nút không ước tính vị trí C ước lượng(trong miền sóng tới) Miền sóng radio tất nút biết Hỏi: i Giới hạn cho lỗi vị trí nút ước lượng vị trí nút thực tế bao nhiêu? Đặt vị trí nút đâu có lỗi lớn ii Có thể cấu hình nút mà lỗi nút không Bài giải: a> Một số giải pháp đề định vị đơn toàn cầu “Localization Simple global positioning” – Nút B có vị trí khu vực ( màu xám hình) để tạo vùng rộng lớn cho nút A Nói cách khác khơng có định vị tự cho nút A Vì mà nút B di chuyển đến vị trí n – Việc tính tốn vị trí n trở lên dễ dàng vịng trịn có bán kính Đó mà điểm s nằm hàng xóm nút B Đường Hồng Anh Sơn – CT1002 57 Đồ án tốt nghiệp đai học vuông góc nút hàng xóm dẫn đến vị trí n Khoảng cách từ s đến n xác định định lý Pitago Vị trí (2,4) phạm vi n |(2,4) - n|=~1.1 Vị trí (2,5) ngồi vùng n |(2,5) - n|=~2.1 Vì giá trị (2,5) khơng hợp lệ cho vị trí A b> Chúng ta đưa giải pháp cho phần b i: Các ràng buộc lỗi dự đốn vị trí nút khơng lớn phạm vi nhỏ tất trạm phát radio hàng xóm Hình ký họa kịch với người hàng xóm Trong Hồng Anh Sơn – CT1002 58 Đồ án tốt nghiệp đai học trường hợp xấu nút biên giới nươc láng giềng khơng định vị Nếu sai vị trí hàng xóm khơng biết vị trí Mỗi nút không mở rộng thêm lỗi làm giảm diện tích hợp lệ nút khơng có vị trí thể ký họa Chú thích: + Đúng, khơng rõ vị trí nút khơng định vị × Vị trí láng giềng Dự đốn vị trí nút khơng định vị ii:Lỗi vị trí giả định vị trí thực khơng nút nghe hàng xóm vị trí 4.2 Xác định vị trí tƣơng đối ƣớc lƣợng khoảng cách Bài toán: Chọn nút i trung tâm hệ trục tọa độ toàn mạng Nút k địa hóa làm láng giềng nút i Mỗi nút thêm vào biết vị trí nút k khơng biết vị trí nút i a Tại nút láng giềng k phải biến đổi để phù hợp với sở toàn cầu Liệu dàng tính tốn nút k đặt hệ tọa độ y không b Hãy vẽ cấu hình nút láng giềng k phải di chuyển không quay hệ trục tọa độ c Hãy tìm trường hợp mà k xoay khơng dịch chuyển d Hãy tìm trường hợp mà phép quay phép dịch phép lấy đối xứng cần thiết Hoàng Anh Sơn – CT1002 59 Đồ án tốt nghiệp đai học Bài giải: a Đầu tiên nút định nghĩa vị trí trung tâm Tại thời điểm biết đến người hàng xóm Nút khơng có ý tưởng “ở trên”, “dưới”, “trái”, “phải” (hoặc bắc, nam, đông, tây) Nó định nghĩa cách tùy ý Sau chọn ngẫu nhiên nút trung tâm tất nút khác phải thích ứng với định nghĩa Biểu thức hệ trục tọa độ chọn vài tham chiếu toàn cục khác b Các nút A B định nghĩa nút k Trục k hướng trục sở toàn cầu nút i nên dịch c Việc dịch vị trí không cần thiết mà nút i k vị trí Trên lý thuyết điều khó xẩy xẩy thực tế việc ước lượng khoảng cách khơng xác e Hình hình minh họa trường hợp mà phép quay phép dịch phép lấy đối xứng cần thiết cho việc định vị Hoàng Anh Sơn – CT1002 60 Đồ án tốt nghiệp đai học 4.3 Xác định trục tọa độ thông qua khoảng cách Bài tốn: Cho nút A-G có khoảng cách cho bảng sau A A B C B E F G 2.24 D 3.16 1.41 2.24 C 1.41 2.24 1.41 1.41 2.24 2.24 D 2.24 E 3.16 2.24 F 1.41 2.24 2.24 G 2.24 1.41 1 Hoàng Anh Sơn – CT1002 61 Đồ án tốt nghiệp đai học Trong bảng trống biểu thị khơng có kết nối nút tồn a Nút nút phù hợp với với trục tọa độ toàn cục trục X Nút nút phù hợp nhất? Tại sao? b Nút C định nghĩa trục tọa độ cục chọn nút E trục X nút G trục Y xác định trục tọa độ toàn cục vị trí (1,1) đuợc định nghĩa cho nút C c Vấn đề xẩy định vị nút B nút , nút tìm điều kiện hạn chế? Hãy mơ tả q trình tọa độ Bài giải: a.Nút D chọn nghe nút khác resp, ước lượng khoảng cách tới tất khác G F sử dụng x-trục họ kết nối với tất nút khác trừ B Đối với giải pháp sau định nghĩa: D: làgốc G: xác định trục x F: xác định hướng trục y Node B nút phù hợp để xác định nguồn gốc D nghe ước tính khoảng cách tới B Khơng có nút khác định vị nhờ trợ giúp nút B b Ta đưa giải pháp tiến hành giải phần b Các sở (phối hợp hệ thống) D: Ban đầu xác định nguồn gốc nút D G xác định trục x Khoảng cách từ D đến G theo bảng tọa độ G (2,0) Bây ta tính tọa độ F Theo hàm cos góc gamma DG DF xác định sau Hoàng Anh Sơn – CT1002 62 Đồ án tốt nghiệp đai học Các nhân tố để xác định điểm F lấy từ bảng (khoảng cách DF) với việc định tính sin(gama), chúng tơi xác định điểm F nằm trục x Chú ý sin(-gama) = -1 lựa chọn hợp lệ Các sở nút C: Chúng chọn nút sở nút D giải pháp đưa nút C Khi chọn C sử dụng nút E làm trục x chon nút G làm trục y Chúng thực việc lặp lặp lại việc tính tốn viêc thực với nút D Hệ tọa đọ E cho vị trí E(0,1) cho khoảng cách từ C đến E theo bảng Chúng ta phải tính tốn vị trí G Bây nút sở C xoay để liên kết với nút D Rõ ràng việc biết nút C, E G hạn chế nút D Đầu tiên ta xem xét nút C Hoàng Anh Sơn – CT1002 63 Đồ án tốt nghiệp đai học Góc trục x D đường thẳng DC là: Chú ý có trường hợp khác xuất góc D trục x đường DC vẽ đường phía phía trục x Nó khơng xẩy chon đến đặt trục y điểm tự hướng định Cả hai trường hợp (cho C dưới) phân biệt dễ dàng khoảng cách tới nút F tính Đối với điểm (1,1) khoảng cách nhiên theo bảng điều cho điểm C(1,-1) Cũng tương tự hệ trục tọa độ nút E hệ sở D Nút G biết đến việc tính tốn trước Hồng Anh Sơn – CT1002 64 Đồ án tốt nghiệp đai học Theo bảng khoảng cách EF Theo tọa độ E(2,-1) Tại thời điểm gần tác vụ thực trục D song song với trục C Vì mà điểm C (1,1) chuyển đổi thành vector (1,-1) Hay nói cách khác sở C khác với sở D trường hợp Giải pháp cho điểm chuyển đổi (2,0) Nếu trục tọa độ C D không song song ta thực phép xoay hệ trục tọa độ Trong trường hợp đặc biệt phép xoay không cần thiết 1350 + 450 +1800 = 00 Đối với trường hợp khác ta tiến hành quay trước chuyển đổi Hoàng Anh Sơn – CT1002 65 Đồ án tốt nghiệp đai học c> Khi nút C có hàng xóm vùng hợp lệ vị trí bị giới hạn số mức độ định Theo bảng khoảng cách BD biết đến mà B nằm đường tròn xoay quanh D với bán kính DB Đồng thời thời gian nút B khơng nghe nút A C nên vùng loại trừ khỏi vòng tròn 4.4 Kết luận Trong chương nghiên cứu số toán định vị Qua ta thấy q trình tiến hành xác định vị trí nút mạng Từ ta thấy quan trọng việc định vị nút mạng hệ thống mạng cảm biến Hoàng Anh Sơn – CT1002 66 Đồ án tốt nghiệp đai học KẾT LUÂN Các khái niệm vấn đền liên quan đến mạng cảm biến vấn vấn đề mẻ với nhiều người Trong đồ án em trình bày tổng quan mạng cảm biến Với tính ưu việt với ứng dụng đa dạng làm việc điều kiện khắc nhiệt mà mạng có Vì mà tương lai khơng xa mạng cảm biến phát triển nhanh chóng Em hy vọng đồ án đóng góp phần nhỏ vào việc nghiên cứu lĩnh vục tương đối mẻ Việt Nam Trong phạm vi đồ án em nghiên cứu khái quát mạng cảm biến tìm hiểu nguyên lý định vị phương pháp định vị giải thuật định vị nút mạng Và biết cách xác định vị trí nút mạng biết cách tính tốn xác định vị trí nút mạng thơng qua số tốn Do vấn đề mẻ với kiến thức hạn chế thời gian nghiên ngắn lên đồ án em khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận phê bình, thầy để đồ án em hoàn thiện Một lần em xin cám ơn PGS.TS Vương Đạo Vy , Khoa Điện Tử Viễn Thông ĐHCN, ĐHQGHN với thầy giáo Ths Nguyễn Trọng Thể, Khoa Công Nghệ Thông Tin DHDL Hải Phịng nhiệt tình giúp đỡ em thời gian vừa qua Hải Phòng, Tháng năm 2010 Sinh viên thực Hoàng Anh Sơn Hoàng Anh Sơn – CT1002 67 Đồ án tốt nghiệp đai học TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mark Terwilliger, Ajay Gupta, Vijay Bhuse, Zille Huma Kamal, and Mohammad Ali Salahuddin, "A Localization System using Wireless Network Sensors: A Comparison of Two Techniques", The Proceedings of the First Workshop on Positioning, Navigation and Communication, Hannover, Germany, March 2004 [2] J Hill, R.Szewczyk, A.Woo, S Hollar, D Culler, and K Pister, “System Architecture Directions for Networked Sensors,” Proceedings of the 9th International Conference on Architectural Support for rogramming Languages and Operating Systems, November 2000 [3] Mark Terwilliger, Ph.D Western Michigan University, 2006 [4] D Fogel, Evolution Computation, IEEE Press, 1995 [5] Sensor Networks Thomas Haenselmann September 29, 2008 [6] Networking Wireless Sensor, Bhaskar Krishnamachari, Cambridge University Press 2005 [7] Jeffrey Hightower, Gaetano Borriello, Location Systems for Ubiquitous omputing, IEEE Computer, August 2001 Hoàng Anh Sơn – CT1002 68 ... đường định tuyến làm tăng khẳ sống mạng Vì mà luận văn tốt nghiệp “ Nghiên cứu phƣơng pháp xác định vị trí nút mạng khơng dây ” nghiên cứu tổng quan mạng WSN, tìm hiểu cách xác định vị trí nút mạng. .. truyền Tiếp theo, xác định vị trí tất nút mạng cảm biến khơng dây 2.5 Xác định vị trí nút mạng Các vấn đề việc tìm kiếm vị trí tất nút mạng cảm biến khơng dây cho vị trí tập hợp nút tiếp cận Hoàng... tốt nghiệp đai học 3.2 Định vị tồn mạng Trong phần trình bày phương pháp xác định vị trí đối tương Bây trình bày phương pháp xác định vị trí tất nút mạng cảm biến không dây Trong chương I thảo