1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến

157 12 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 157
Dung lượng 17,3 MB

Nội dung

(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết trình bày luận án cơng trình nghiên cứu hướng dẫn thầy hướng dẫn Luận án thực hoàn toàn thời gian nghiên cứu sinh trường Đại học Bách khoa Hà Nội Các kết quả, số liệu trình bày luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình trước Các kết sử dụng tham khảo từ cơng trình cơng bố trích dẫn cách rõ ràng theo quy định Hà Nội, ngày tháng năm 2022 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SINH i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài “Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu sử dụng lượng mạng cảm biến”, nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện Ban Giám hiệu, tập thể lãnh đạo, phòng đào tạo, phòng ban chức năng, cán bộ, chuyên viên trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành quan tâm giúp đỡ đầy q báu Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện nghiên cứu, nhà khoa học cán Viện nơi nghiên cứu tạo điều kiện, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn người trực tiếp hướng dẫn, bảo, theo sát động viên tơi suốt q trình thực nghiên cứu để tơi hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo quan nơi công tác đồng nghiệp, bạn bè tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình tơi ln động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ suốt q trình thực hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận án ii MỞ ĐẦU Động lực nghiên cứu Mạng cảm biến tập hợp phân tán nút nhỏ có khả phối hợp hoạt động linh hoạt với nhau, cần tham gia người dùng Do có nhiều đặc điểm, tính vượt trội phát triển công nghệ không dây nên mạng cảm biến không dây gần áp dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực điều tiết giao thông, tự động hóa tịa nhà, an ninh, qn sự, y tế, nông nghiệp, giám sát thương mại, giám sát cháy rừng, giám sát sinh thái,… Tuy nhiên, hạn chế lớn mạng cảm biến không dây nguồn lượng Các nút cảm biến khơng dây có nguồn cung cấp mang theo pin với dung lượng hạn chế Pin cạn kiệt nút cảm biến ngừng hoạt động dẫn đến mạng vùng phủ sóng chức mạng suy giảm, làm giảm chất lượng, phá vỡ cấu trúc mạng, vùng phủ sóng… dẫn đến mạng khơng cịn tồn nhiều nút bị hết lượng Điều có nghĩa lượng liên quan ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề lại mạng cảm biến Vì việc đảm bảo lượng trì hoạt động mạng vấn đề lớn triển khai ứng dụng mạng cảm biến Các giải pháp lượng cho mạng cảm biến không dây xem xét theo cấp độ nút mạng Cấp độ nút gồm giải pháp phát triển kỹ thuật phần cứng, phần mềm điều khiển tiết kiệm lượng, thu lượng từ môi trường cấp cho nút Các giải pháp cấp độ mạng phát triển giao thức tổ chức mạng, giao thức định tuyến, truyền thông, chế lập lịch hoạt động tối ưu cho mạng Các giải pháp góp phần đáng kể việc tiết kiệm, thu thập bổ sung lượng cải thiện tuổi thọ mạng cảm biến Tuy nhiên, giải pháp cấp độ nút phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ khách quan không gian, thời gian, thời tiết,… Các giải pháp cấp độ mạng phải tiêu hao nhiều lượng việc thực giao thức tổ chức mạng chế lập lịch Như điều chưa đủ cho mục tiêu hoạt động nút cảm biến tồn mạng dài hạn Vì vấn đề lượng mạng cảm biến không dây cần nghiên cứu phát triển Hơn nữa, chế lập lịch hoạt động tối ưu cho mạng chủ yếu giải toán đơn lẻ xác định chưa xem xét đến trình lượng chế độ hoạt động nút mạng Trong đó, tối ưu hóa mạng cảm biến cho lớp toán ứng dụng toán tối ưu hóa tổ hợp đa mục tiêu, nhiều ràng buộc đa dạng, phong phú phức tạp đan xen Đây lớp tốn phức tạp, địi hỏi đảm bảo mục tiêu yêu cầu mạng đồng thời cần xem xét đến trình mức tiêu thụ lượng chế độ nút mạng để đảm bảo mạng hoạt động ổn định lâu dài Ứng dụng mạng cảm biến không dây tự động hóa tịa nhà tốn điển hình có nhiều mục tiêu, u cầu phức tạp liên quan đến lượng cần nghiên cứu để đưa giải pháp tối ưu iii Đề xuất phạm vi nghiên cứu Trước vấn đề thực tế định hướng thầy giáo hướng dẫn Luận án đề xuất nghiên cứu phát triển giải pháp tối ưu hóa hiệu sử dụng lượng mạng cảm biến Nghiên cứu mạng cảm biến hoạt động ổn định lâu dài nhờ giải pháp tối ưu hóa sử dụng lượng đồng thời hỗ trợ giải pháp lượng sẵn có hiệu Để thực cơng việc nghiên cứu cần có cơng cụ chun dụng mơ phỏng, giám sát q trình lượng mạng cảm biến phát triển thuật tốn tối ưu hóa Luận án trình bày việc phát triển tảng mô mạng cảm biến liên quan đến lượng, phát triển thuật tốn tối ưu hóa để tối ưu hiệu sử dụng lượng mạng nhằm đảm bảo lượng hoạt động cho mạng cảm biến Qua luận án thực phương pháp giải tốn tối ưu hóa lịch trình mạng với kết hợp tảng mô lượng thuật tốn tối ưu hóa hiệu sử dụng lượng mạng cảm biến cho lớp toán ứng dụng Đóng góp luận án Luận án có hai đóng góp việc đưa giải pháp tối ưu hóa hiệu sử dụng lượng nhằm đảm bảo trì hoạt động cho mạng cảm biến: (1) Luận án nghiên cứu, đề xuất phát triển tảng mơ mạng cảm biến tính đến yếu tố lượng Nền tảng phát triển có khả mơ mạng q trình lượng, trạng thái mức tiêu thụ lượng chế độ hoạt động nút Việc giúp mô giám sát hỗ trợ điều phối lượng cho mạng giải tốn tối ưu hóa sử dụng lượng mạng cảm biến (2) Luận án đề xuất phát triển biến thể thuật toán di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài thay đổi (VLC-GA) cho tốn tối ưu hóa lịch trình mạng nhằm tối ưu hóa sử dụng lượng cho mạng đồng thời tối ưu hóa mục tiêu mạng với ràng buộc Bài tốn tối ưu hóa giải thơng qua tối ưu hóa lịch trình mạng giải thuật di truyền biến thể với hỗ trợ tảng mơ tính đến yếu tố lượng Sau đó, kết lịch trình tối ưu cài đặt cho mạng thực hoạt động Cấu trúc luận án Phần “Mở đầu” trình bày lý lựa chọn đề tài, mục tiêu phạm vi nghiên cứu luận án Chương giới thiệu, đặt vấn đề, phân tích nhu cầu lượng mạng cảm biến thách thức Từ đưa hướng tiếp cận đề xuất nghiên cứu Chương đề cập, phân tích số nghiên cứu liên quan đến vấn đề lượng mạng cảm biến số kết công bố nghiên cứu sử dụng trình thực luận án Chương trình bày đề xuất phát triển tảng mơ mạng cảm biến tính đến yếu tố lượng Chương trình bày đề xuất phát triển biến thể giải thuật di truyền cho tốn tối ưu hóa lịch trình mạng Phần kết luận trình bày tóm tắt đóng góp luận án hướng phát triển iv MỤC LỤC MỞ ĐẦU .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ix DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xi Chương Giới thiệu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mạng cảm biến không dây nhu cầu lượng 1.2.1 Mạng cảm biến không dây 1.2.2 Nhu cầu lượng mạng cảm biến thách thức 1.3 Hướng tiếp cận phương pháp nghiên cứu 15 1.4 Các nghiên cứu đề xuất 17 Chương Các nghiên cứu liên quan 19 2.1 Nguồn lượng dự trữ nút cảm biến 19 2.2 Thu lượng từ môi trường cho cảm biến 22 2.2.1 Phương pháp thu lượng mặt trời 24 2.2.2 Phương pháp thu lượng từ rung động học 27 2.2.3 Phương pháp thu lượng nhiệt 30 2.2.4 Phương pháp thu lượng RF 32 2.3 Giải pháp tiết kiệm lượng cho nút cảm biến 34 2.3.1 Kiến trúc chế độ làm việc linh hoạt nút tiết kiệm lượng 35 2.3.2 Cảm biến tiêu thụ công suất thấp 36 2.4 Các nghiên cứu tối ưu hóa sử dụng lượng cho mạng cảm biến 37 2.4.1 Các nghiên cứu phát triển thuật toán giao thức định tuyến 38 2.4.2 Các phương pháp tối ưu hóa 40 2.5 Mô mạng cảm biến 42 2.5.1 Phần mềm mô NS: 42 2.5.2 Phần mềm mô SENS 43 2.5.3 Phần mềm mô OMNeT ++: 44 2.5.4 Phần mềm mô OPNET 45 2.5.5 Phần mềm mô J-Sim 46 2.5.6 Phần mềm mô SENSE 46 v 2.6 Kết luận chương 48 Chương Thiết kế triển khai tảng mô mạng cảm biến khơng dây có tính đến yếu tố lượng 49 3.1 Thiết kế chức tảng mô 49 3.1.1 Chức tảng mô 50 3.1.2 Chức thiết lập mạng 52 3.1.3 Chức thiết lập môi trường đặt mạng 54 3.1.4 Chức chạy chương trình mô 55 3.2 Phát triển tảng mô mạng cảm biến 56 3.2.1 Mơ hình nút cảm biến 56 3.2.2 Các lớp đối tượng 59 3.2.3 Cơ chế hoạt động 61 3.3 Phát triển thư viện mô đun cho tảng mô 63 3.3.1 Phát triển mô đun pin 63 3.3.2 Phát triển mô đun nguồn lượng 65 3.3.3 Phát triển mô đun truyền thông 66 3.3.4 Phát triển mô đun cảm biến 68 3.4 Kết thử nghiệm với tảng mô 69 3.4.1 Kết thử nghiệm mô pin 69 3.4.2 Kết thực nghiệm phục vụ kiểm nghiệm tính đắn tảng mô lượng tiêu thụ nút mạng 71 3.4.3 Kết mô giám sát mức lượng nút cảm biến mạng 85 3.4.4 Kết mơ q trình lượng nút hoạt động độc lập khơng có truyền thơng 87 3.4.5 Kết mô truyền thông theo chế quảng bá 88 3.4.6 Kết mô truyền thông mạng theo cấu trúc 90 3.4.7 Kết mơ q trình lượng nút mạng với hoạt động đo, truyền thông thu thập lượng 91 3.5 Kết luận chương 94 Chương Tối ưu hóa lịch trình mạng cảm biến 96 4.1 Một số chế lập lịch nhằm tiết kiệm lượng mạng cảm biến 97 4.1.1 Cơ chế lập lịch mạng không phân cấp 98 4.1.2 Cơ chế lập lịch cho mạng cảm biến phân cấp 99 4.1.3 Cơ chế lập lịch hợp tác dựa giao tiếp 99 vi 4.2 Đặt vấn đề cho toán tối ưu hóa lịch trình mạng cảm biến 101 4.3 Tổng quan thuật toán di truyền 103 4.4 Tối ưu hóa lịch trình mạng cảm biến sử dụng thuật tốn di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài cố định 105 4.4.1 Mơ hình hóa tốn tối ưu hóa lịch trình mạng cảm biến sử dụng thuật tốn di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài cố định 105 4.4.2 Kết tảng mô tính đến yếu tố lượng 106 4.5 Tối ưu hóa lịch trình mạng sử dụng thuật tốn di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài thay đổi 110 4.5.1 Mơ hình hóa tốn tối ưu hóa lịch trình mạng cảm biến sử dụng thuật tốn di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài thay đổi 111 4.5.2 Giải tốn tối ưu hóa lịch trình mạng 114 4.5.3 Kết thử nghiệm với nút cảm biến 115 4.5.4 Kết thử nghiệm với nhiều nút cảm biến 123 4.6 Kết luận chương 126 Kết luận hướng phát triển 128 Danh mục cơng trình cơng bố luận án 131 Tài liệu tham khảo 133 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt Developed Distributed Energy Efficient Clustering Distributed Energy Efficient Clustering Flexible Length ChromosomeGenetic Algorithms Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số Phân cụm lượng phân tán hiệu phát triển Phân cụm lượng phân tán hiệu Giải thuật di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài cố định GAs Genetic Algorithms Giải thuật di truyền JSIM Java-based simulation LEACH Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy Nền tảng mô dựa Java Giao thức phân cấp theo cụm thích ứng lượng thấp MAC Media Access Control Giao thức kiểm soát đa truy cập MCU Micro Controler Unit Bộ vi điều khiển NS2 Network Simulator version2 Mô mạng phiên NS3 Network Simulator version3 Mô mạng phiên Network Based Environment for Modelling and Simulation Optical Micro-Networks Plus Plus Optimized Network Engineering Tools Mơi trường mạng cho mơ hình hóa mơ ADC DDEEC DEEC FLC-GA NETSIM OMNET++ Analog to Digital Converter Nền tảng mô mạng PSM Power Save Mode PTIP Periodic Terminal Initiated Polling Bộ công cụ mơ kỹ thuật mạng tối ưu hóa Giao thức chế độ tiết kiệm lượng Giao thức thăm dò định kỳ thiết bị đầu cuối RMSE Root Mean Square Error Sai số bình quân phương SEP Stable Election Protocol Giao thức lựa chọn ổn định Sensor, Environment and Network Simulator SEnsor Network Simulator and Emulator Trình mơ giả lập mạng cảm biến SOC State Of Charge Trạng thái sạc VLC-GA Variable Length Chromosome – Genetic Algorithms Giải thuật di truyền với nhiễm sắc thể có chiều dài thay đổi OPNET SENS SENSE Trình mơ mạng cảm biến viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN Ký hiệu BS BI BM BC BFV Δ P(Δ) 𝑆̂ 𝑆𝑖 𝑠𝑖 𝑚𝑗𝑖 𝑡𝑗𝑖 𝑀 𝑀 q 𝑞 𝐶 𝑞 𝑖 𝐶 𝑞 𝑖 𝑚𝑗 𝑞 𝑖 𝑡𝑗  q C (k ) q1 q Ci (k ) mij ( k )  MC  MI  MR  MS  T  i Ls Ls Qmin Qmax ΔQ Δtmax Ý Nghĩa Biến chọn chế độ ngủ cho nút Biến chọn chế độ chờ cho nút Biến chọn chế độ đo lường cho nút Biến chọn chế độ truyền thông cho nút Giá trị hàm mục tiêu tốt Sai số phép đo Xác suất sai số Lịch trình mạng Lịch trình nút i Độ dài dãy trạng thái lịch trình nút i Chế độ trạng thái j nút i Thời điểm bắt đầu trạng thái j nút i Chế độ hoạt động với mức tiêu thụ điện cao Chế độ ngủ có mức tiêu thụ lượng thấp Cá thể quần thể lịch trình Lịch trình mạng 𝑞 quần thể lịch trình Đoạn gen tương ứng lịch trình nút 𝑖 lịch trình mạng 𝑞 Trạng thái 𝑗 nút 𝑖 cá thể 𝑞 Thời gian trạng thái 𝑗 nút 𝑖 cá thể 𝑞 Khoảng thời gian cố định lịch trình FLC-GA Nhiễm sắc thể cá thể 𝑞 hệ 𝑘 Đoạn gen nhiễm sắc thể cá thể q1 thể hệ k tương ứng lịch trình nút i Trạng thái 𝑗 nút 𝑖 cá thể 𝑞 hệ 𝑘 Xác suất phép chép gen Xác suất phép chèn gen Xác suất phép loại bỏ gen Xác suất phép dịch chuyển gen Tổng phép đo Thời gian cạn pin Chênh lệch thời gian hai lần đo liên tiếp Mức pin ban đầu ngày Mức pin cuối ngày Dung lượng nhỏ ngày Dung lượng lớn ngày Mức giảm dung lượng so với mức ban đầu tính chu kỳ mô Thời gian lớn hai lần đo liên tiếp tính chu kỳ mơ ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1.Ví dụ đa dạng pin NI-MH 22 Bảng 2.2 Đặc điểm số nút cảm biến thu lượng mặt trời 26 Bảng 2.3 Một số thiết bị thu lượng rung động 29 Bảng 2.4 Đặc điểm số nút thu lượng nhiệt khác 31 Bảng 2.5 Mức lượng thu từ số nguồn RF 33 Bảng 2.6 So sánh số phương pháp thu lượng 34 Bảng 2.7 Mức tiêu thụ chế độ hoạt động số nút cảm biến 36 Bảng 2.8 Mức tiêu thụ số cảm biến giám sát lượng 37 Bảng 3.1 Định thời gian chế độ hoạt động theo chu kỳ 74 Bảng 3.2 Kết đo công suất tiêu thụ nút 10 lần thực nghiệm ngẫu nhiên 79 Bảng 3.3 So sánh kết lượng thực nghiệm mô 85 Bảng 3.4 Các thông số ban đầu lượng cho nút 87 Bảng 3.5 Số liệu trình hoạt động nút 93 Bảng 4.1 Tham số nút mạng kịch 107 Bảng 4.2 Kết mơ mạng theo lich trình tối ưu ngày 109 Bảng 4.3 Các thơng số nút cảm biến 117 Bảng 4.4 Các tham số sử dụng VLC-GA 117 Bảng 4.5 Kết lần chạy thuật toán trường hợp 122 Bảng 4.6 Kết tối ưu hóa mạng VLC-GA FLC-GA 125 x ... tối ưu hiệu sử dụng lượng mạng nhằm đảm bảo lượng hoạt động cho mạng cảm biến Qua luận án thực phương pháp giải tốn tối ưu hóa lịch trình mạng với kết hợp tảng mơ lượng thuật tốn tối ưu hóa hiệu. .. lịch trình mạng nhằm tối ưu hóa sử dụng lượng cho mạng đồng thời tối ưu hóa mục tiêu mạng với ràng buộc Bài toán tối ưu hóa giải thơng qua tối ưu hóa lịch trình mạng giải thuật di truyền biến thể... [16][17] Các giải thuật tối ưu hóa nghiên cứu ứng dụng tối ưu hóa vấn đề định cho mạng cảm biến Ví dụ, tối ưu hóa việc thu thập liệu mạng cảm biến [18] Các giải pháp tiết kiệm lượng thu lượng từ

Ngày đăng: 21/04/2022, 15:06

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[2]. Seah, W. K., Eu, Z. A., & Tan, H. P. (2009, May). Wireless sensor networks powered by ambient energy harvesting (WSN-HEAP)-Survey and challenges. In 2009 1st International Conference on Wireless Communication, Vehicular Technology, Information Theory and Aerospace & Electronic Systems Technology (pp. 1-5).IEEE Sách, tạp chí
Tiêu đề: Wireless sensor networks powered by ambient energy harvesting (WSN-HEAP)-Survey and challenges
Tác giả: Seah, W. K., Eu, Z. A., & Tan, H. P
Năm: 2009
[3]. Nacef, A. B., Senouci, S. M., Ghamri-Doudane, Y., & Beylot, A. L. (2011, June). A cooperative low power mac protocol for wireless sensor networks. In 2011 IEEE International Conference on Communications (ICC) (pp. 1-6). IEEE Sách, tạp chí
Tiêu đề: A cooperative low power mac protocol for wireless sensor networks
Tác giả: Nacef, A. B., Senouci, S. M., Ghamri-Doudane, Y., & Beylot, A. L
Năm: 2011
[4]. Brini, O., Deslandes, D., & Nabki, F. (2018, June). A model-based approach for the design of ultra-low power wireless sensor nodes. In 2018 16th IEEE International New Circuits and Systems Conference (pp. 248-251). IEEE Sách, tạp chí
Tiêu đề: A model-based approach for the design of ultra-low power wireless sensor nodes
Tác giả: Brini, O., Deslandes, D., & Nabki, F
Năm: 2018
[5]. Babusiak, B., Smondrk, M., & Borik, S. (2019, July). Design of Ultra-Low- Energy temperature and humidity sensor based on nRF24 wireless technology. In 2019 42nd International Conference on Telecommunications and Signal Processing (TSP) (pp. 397-401). IEEE Sách, tạp chí
Tiêu đề: Design of Ultra-Low-Energy temperature and humidity sensor based on nRF24 wireless technology
Tác giả: Babusiak, B., Smondrk, M., & Borik, S
Năm: 2019
[6]. Lee, Y., Blaauw, D., & Sylvester, D. (2016). Ultralow power circuit design for wireless sensor nodes for structural health monitoring. Proceedings of the IEEE, 104(8), 1529-1546 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ultralow power circuit design for wireless sensor nodes for structural health monitoring
Tác giả: Lee, Y., Blaauw, D., & Sylvester, D
Năm: 2016
[7]. Enz, C. C., El-Hoiydi, A., Decotignie, J. D., & Peiris, V. (2004). WiseNET: an ultralow-power wireless sensor network solution. Computer, 37(8), 62-70 Sách, tạp chí
Tiêu đề: WiseNET: an ultralow-power wireless sensor network solution
Tác giả: Enz, C. C., El-Hoiydi, A., Decotignie, J. D., & Peiris, V
Năm: 2004
[8]. Park, C., & Chou, P. H. (2006, September). Ambimax: Autonomous energy harvesting platform for multi-supply wireless sensor nodes. In 2006 3rd annual IEEE communications society on sensor and ad hoc communications and networks (Vol. 1, pp. 168-177). IEEE Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ambimax: Autonomous energy harvesting platform for multi-supply wireless sensor nodes
Tác giả: Park, C., & Chou, P. H
Năm: 2006
[9]. Sharma, H., Haque, A., & Jaffery, Z. A. (2018). Solar energy harvesting wireless sensor network nodes: A survey. Journal of Renewable and Sustainable Energy, 10(2), 023704 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Solar energy harvesting wireless sensor network nodes: A survey
Tác giả: Sharma, H., Haque, A., & Jaffery, Z. A
Năm: 2018
[10]. Tan, Y. K., & Panda, S. K. (2010). Energy harvesting from hybrid indoor ambient light and thermal energy sources for enhanced performance of wireless sensor nodes. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 58(9), 4424-4435 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Energy harvesting from hybrid indoor ambient light and thermal energy sources for enhanced performance of wireless sensor nodes
Tác giả: Tan, Y. K., & Panda, S. K
Năm: 2010
[11]. Mouapi, A., & Hakem, N. (2018). A new approach to design autonomous wireless sensor node based on RF energy harvesting system. Sensors, 18(1), 133 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A new approach to design autonomous wireless sensor node based on RF energy harvesting system
Tác giả: Mouapi, A., & Hakem, N
Năm: 2018
[12]. Camilo, T., Carreto, C., Silva, J. S., & Boavida, F. (2006, September). An energy-efficient ant-based routing algorithm for wireless sensor networks. In International workshop on ant colony optimization and swarm intelligence (pp. 49- 59). Springer, Berlin, Heidelberg Sách, tạp chí
Tiêu đề: An energy-efficient ant-based routing algorithm for wireless sensor networks
Tác giả: Camilo, T., Carreto, C., Silva, J. S., & Boavida, F
Năm: 2006

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Môi trường mạng cho mô hình hóa và mô phỏng  - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
i trường mạng cho mô hình hóa và mô phỏng (Trang 8)
Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý kỹ thuật điều khiển thu năng lượng mặt trời [56]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý kỹ thuật điều khiển thu năng lượng mặt trời [56] (Trang 38)
Hình 2.8. Thu năng lượng mặt trời cho nút cảm biến không dây [61]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.8. Thu năng lượng mặt trời cho nút cảm biến không dây [61] (Trang 39)
2.2.2. Phương pháp thu năng lượng từ rung động cơ học - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
2.2.2. Phương pháp thu năng lượng từ rung động cơ học (Trang 40)
Hình 2.11. Cấu trúc bộ thu và biến đổi nhiệt thành điện năng [71]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.11. Cấu trúc bộ thu và biến đổi nhiệt thành điện năng [71] (Trang 43)
Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý bộ thu năng lượng RF [72]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.13. Sơ đồ nguyên lý bộ thu năng lượng RF [72] (Trang 45)
Hình 2.15. Sơ đồ kiến trúc nút tiết kiệm năng lượng [77]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.15. Sơ đồ kiến trúc nút tiết kiệm năng lượng [77] (Trang 48)
Bảng 2.8. Mức tiêu thụ của một số cảm biến giám sát năng lượng [82]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Bảng 2.8. Mức tiêu thụ của một số cảm biến giám sát năng lượng [82] (Trang 50)
Hình 2.18. Cấu trúc cơ bản của NS3 [105] - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.18. Cấu trúc cơ bản của NS3 [105] (Trang 56)
Hình 2.23. Cấu trúc nút trong SENSE [119]. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 2.23. Cấu trúc nút trong SENSE [119] (Trang 60)
Hình 3.1. Biểu đồ chức năng của nền tảng mô phỏng - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.1. Biểu đồ chức năng của nền tảng mô phỏng (Trang 64)
Hình 3.2. Biểu đồ chức năng thiết lập mạng. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.2. Biểu đồ chức năng thiết lập mạng (Trang 65)
Hình 3.3. Biểu đồ chức năng thiết lập môi trường đặt mạng. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.3. Biểu đồ chức năng thiết lập môi trường đặt mạng (Trang 67)
Hình 3.19.Mô hình thực nghiệm đo công suất tiêu thụ của nút - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.19. Mô hình thực nghiệm đo công suất tiêu thụ của nút (Trang 91)
Hình 3.21. Công suất tiêu thụ của nút thực nghiệm khi truyền thông một bản tin - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.21. Công suất tiêu thụ của nút thực nghiệm khi truyền thông một bản tin (Trang 93)
Hình 3.22. Công suất tiêu thụ ở các chế độ đo lường, chờ và ngủ. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.22. Công suất tiêu thụ ở các chế độ đo lường, chờ và ngủ (Trang 94)
Hình 3.23. Biểu đồ lịch trình hoạt động của nút thực nghiệm. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.23. Biểu đồ lịch trình hoạt động của nút thực nghiệm (Trang 95)
Hình 3.24. So sánh kết quả năng lượng tiêu thụ của nút khi thực nghiệm và mô phỏng trong khoảng thời gian 500s - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.24. So sánh kết quả năng lượng tiêu thụ của nút khi thực nghiệm và mô phỏng trong khoảng thời gian 500s (Trang 96)
Hình 3.25. So sánh kết quả năng lượng tiêu thụ của nút khi thực nghiệm và mô phỏng trong khoảng thời gian 1h - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.25. So sánh kết quả năng lượng tiêu thụ của nút khi thực nghiệm và mô phỏng trong khoảng thời gian 1h (Trang 97)
Hình 3.26. So sánh kết quả năng lượng tiêu thụ của nút khi thực nghiệm và mô phỏng trong khoảng thời gian 6h - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.26. So sánh kết quả năng lượng tiêu thụ của nút khi thực nghiệm và mô phỏng trong khoảng thời gian 6h (Trang 98)
Hình 3.28. Quá trình tiêu thụ năng lượng và thu nạp năng lượng mặt trời - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.28. Quá trình tiêu thụ năng lượng và thu nạp năng lượng mặt trời (Trang 100)
Hình 3.29. Kịch bản truyền thông với ràng buộc 5 bước, khoảng cách bước 5m. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.29. Kịch bản truyền thông với ràng buộc 5 bước, khoảng cách bước 5m (Trang 102)
Hình 3.31. Quá trình truyền thông từ nút 35 đến nút chủ theo định tuyến có  cấu trúc hình cây  - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.31. Quá trình truyền thông từ nút 35 đến nút chủ theo định tuyến có cấu trúc hình cây (Trang 104)
Hình 3.33. Quá trình năng lượng trong từng nút mạng - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.33. Quá trình năng lượng trong từng nút mạng (Trang 105)
Hình 3.32. Quá trình truyền thông của các nút đến nút chủ theo định tuyến có cấu trúc hình cây  - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 3.32. Quá trình truyền thông của các nút đến nút chủ theo định tuyến có cấu trúc hình cây (Trang 105)
Hình 4.1. Dòng năng lượng trong một nút điển hình. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 4.1. Dòng năng lượng trong một nút điển hình (Trang 115)
Bảng 4.1. Tham số các nút mạng của kịch bản - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Bảng 4.1. Tham số các nút mạng của kịch bản (Trang 120)
Hình 4.6. Dung lượng pin của 3 nút với lịch trình tốt nhất. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 4.6. Dung lượng pin của 3 nút với lịch trình tốt nhất (Trang 122)
Hình 4.7. Số phép đo tối đa trong kịch bản mô phỏng. - (Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng trong mạng cảm biến
Hình 4.7. Số phép đo tối đa trong kịch bản mô phỏng (Trang 123)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN