Những nguyên lý sáng tạo trong công nghệ không dây cho thiết bị di động

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG  BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo công nghệ không dây cho thiết bị di động Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH Hoàng Kiếm Học viên thực hiện: Trần Thanh Quốc Thắng TP HCM, năm 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Mở đầu Khoa học ngày trở thành nhân tố quan trọng tồn phát triển nhân loại Khoa học giúp cải thiện sống người, làm cho sống người trỡ nên thuận tiện hơn, văn minh hơn, giúp người lý giải, khám phá giới xung quanh, từ tác động ngược trỡ lại theo hướng có lợi cho Việc phát minh, sáng chế địi hỏi phải có q trình lâu dài chuẩn bị, nghiên cứu thật kỹ lưỡng Trãi qua giai đoạn dài, nhà khoa học rút số nguyên lý sáng tạo, dùng chúng tham khảo, hướng suy nghĩ, tiếp cận trình sáng tạo cơng nghệ hay sản phẩm Trong phạm vi hạn hẹp thu hoạch này, tác giã đề cập tới phát triển công nghệ không dây dựa nguyên tắc sáng tạo khoa học Xin gửi lời cảm ơn đến Giáo sư - Tiến sỹ Khoa Học Hoàng Văn Kiếm, người tận tâm truyền đạt kiến thức tảng môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học tin học” Bên cạnh xin chân thành cảm ơn thành viên nhóm Wireless thuộc cơng ty trách nhiệm hữu hạn thiết kế Renesas tận tình giúp đỡ tác giã hồn thành thu hoạch NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -1- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG MỤC LỤC PHẦN I : CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG I Vai trò công nghệ không dây thiết bị di động II Các công nghệ không dây phổ biến thiết bị di động II.1 Global positioning system II.2 Bluetooth II.3 Wireless fidelity II.4 Near field communication 10 PHẦN II : CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY 12 I 40 nguyên tắc sáng tạo Alshuller 12 II Công nghệ không dây dựa nguyên tắc sáng tạo 13 Tài liệu tham khảo 19 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -2- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG BẢNG TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa GPS Global Positioning System Wi-Fi Wireless Fidelity NFC Near Field Communication GHz Gigahertz MHz Megahertz Mbps Mega bit per second Kbps Kilo bit per second ACK Acknowledge NMEA National Marine Electronics Association IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers ISO International Organization for Standardization IEC International Electrotechnical Commission NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -3- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG PHẦN I : CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG I Vai trị cơng nghệ khơng dây thiết bị di động Ngày nay, công nghệ không dây trỡ thành tính quan trọng cho thiết bị di động Cơng nghệ khơng dây có mặt hầu hết thiệt bị điện thoại, máy tính bảng, máy tính xách tay, thiết bị chơi game, máy in, máy quay phim… Thật khó để nói điện thoại di động “thơng minh” khơng có chức kết nối không dây Các công nghệ không dây phổ biến kể đến loại chính: Global positioning system (hệ thống định vị tồn cầu): với cơng nghệ tích hợp thiết bị di động, người dùng dễ dàng xác định vị trí mà đứng cho dù họ đâu trái đất Cơng nghệ đời dẫn đến việc xóa sổ cách tìm đường truyền thống người (sử dụng đồ, la bàn) Cơng nghệ GPS tích hợp loại phương tiện giao thơng cịn giúp cho người dùng dàng tìm kiếm đường thích hợp, góp phần giải tình trạng ùn tắc giao thơng Ngồi ra, thiết bị GPS dùng xe giúp chủ phương tiện cơng an xác định xác vị trí xe trường hợp xe bị đánh cắp Bluetooth: loại công nghệ cho phép chia liệu, thông tin thiết bị với thiết bị mà không cần phải nối dây trực tiếp từ thiết bị tới thiết bị Người dùng dễ dàng chia đoạn nhạc hay phim thiết bị di động với thiết bị khác bạn bè miễn thiết bị tích hợp chức Bluetooth Ngồi việc chia liệu, Bluetooth cịn dùng cho việc điều khiển từ xa (ví dụ: bàn phím Bluetooth) Cơng nghệ Bluetooth cịn sử dụng ứng dụng y tế, giúp người dùng tự kiểm tra sức khỏe (ví dụ kiểm tra huyết áp) thơng qua việc kết nối, truyền nhận thông tin từ thiết bị di động đến thiết bị y tế chuyên dụng Wireless fidelity: loại công nghệ không dây phổ biến sử dụng rộng rãi ngày Wi-Fi cho phép thiết bị di động kết nối với hệ thống mạng Internet cho phép thiết bị trực tiếp kết nối với Ưu điểm lớn NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -4- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG công nghệ Wi-Fi khả cho phép kết nối nhiều thiết bị phạm vi rộng truyền nhận liệu với tốc độ cao Near field communication: công nghệ không dây Công nghệ giống với công nghệ Bluetooth có ưu điểm chỗ cho phép thiết lập kết nối nhanh, dễ dàng, tiết kiệm lượng bảo mật cao Do có tính bảo mật cao, công nghệ NFC chủ yếu dùng ứng dụng toán trực tuyến; lưu trữ chia thơng tin có tính chất quan trọng thơng tin cá nhân, mật mã để mỡ khóa nhà, xe… Với thiết bị di động có chức NFC, người dùng yên tâm lưu trữ thơng tin quan trọng dễ dàng chia cần thiết mà không sợ bị đánh cắp thông tin Ngày nay, công nghệ NFC dùng phổ biến nước phát triển Mỹ, Nhật, Hàn Quốc… II Các công nghệ không dây phổ biến thiết bị di động II.1 Global positioning system Hệ thống định vị toàn cầu GPS xây dựng bảo trì phủ Mỹ Nó thức đưa vào hoạt động đầy đủ từ năm 1994 Ban đầu, hệ thống phủ Mỹ xây dừng để phục vụ cho mục đích quân Sau đó, chấp thuận phủ Mỹ cho phép sử dụng hệ thống vào mục đích dân Ngày nay, ngồi hệ thống GPS phủ Mỹ cịn có hệ thống tương tự Nga với tên gọi Global Navigation Satellite System vài hệ thống giai đoạn triển khai Trung Quốc (Compass Navigation System) liên minh châu Âu (Galileo Positioning System) Ở khía cạnh người dùng, thật nói đến thuật ngữ GPS thiết bị di động nói đến “thiết bị nhận GPS” Một hệ thống GPS bao gồm tối thiểu 24 vệ tinh điều khiển bay theo quỹ đạo tính tốn sẵn (số lượng vệ tinh thay đổi tùy thời điểm mục đích bảo trì hay hỏng hóc, ngày số vệ tinh 32) Các thiết bị di động chứa thiết bị dùng để nhận phân giải thông tin từ vệ tinh gửi đến Thiết bị nhận GPS có chức chính:  Định vị vệ tinh gần  Xác định khoảng cách từ vệ tinh đến thiết bị NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -5- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG  Tính tốn vị trí thiết bị nhờ vào thơng tin Việc tính tốn vị trí thiết bị nhờ vào thuật tốn là: 2D Trialteration 3D Trialteration Ý tưởng thuật tốn giống nhau: vị trí xác xác định thông qua giao điểm đường tròn (hay mặt cầu) S1 80Km 50Km S2 S3 40Km Hình 2.1: Minh họa thuật tốn định vị Hình vẽ minh họa ý tưởng thuật tốn xác định vị trí Ban đầu, thiết bị nhận thơng tin khoảng cách từ đến vệ tinh S1 50Km, vị trí thiết bị điểm đường trịn S1 Kế đến nhận thơng tin từ vệ tinh S2 cách 80Km, lúc thiết bị giới hạn lại vị trí cịn điểm giao điểm đường trịn S1 S2 Cuối cùng, nhờ có thêm thơng tin từ vệ tinh S3, xác định xác vị trí giao điểm đường tròn S1, S2 S3 Thông tin truyền từ vệ tinh đến thiết bị bị sai lệch ảnh hưởng mơi trường xung quanh như: áp suất khí quyển, điều kiện thời tiết… Việc dẫn đến việc tính tốn sai vị trí Để làm giảm ảnh hưởng mơi trường đến việc tính tốn, tín hiệu trước truyền trực tiếp đến thiết bị, truyền đến trạm thu phát sóng trung gian để tính tốn sai lệch tín hiệu q trình truyền tin, thơng tin sai lệch sau trạm trung gian truyền đến cho thiết bị, giúp cho thiết bị tính tốn vị trí xác Các trạm phân bổ Mỹ, Châu Âu, Nhật Úc NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -6- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Các chuẩn giao thức dùng cho việc định dạng liệu GPS đa dạng tùy vào lựa chọn nhà sản xuất thiết bị nhận GPS mục đích sử dụng Một vài chuẩn phổ biến như: SiRF, National Marine Electronics Association (NMEA) II.2 Bluetooth Công nghệ Bluetooth cho mắt lần vào năm 1994 Ericson Ngày công nghệ quản lý tổ chức có tên gọi Bluetooth Special Interest Group Mục đích ban đầu công nghệ Bluetooth nhằm thay cho việc truyền liệu thông qua dây cáp Bluetooth công nghệ cho phép kết nối từ thiết bị đến thiết bị khác, từ thiết bị tới nhiều thiết bị thơng qua việc sử dụng sóng radio tần số 2.4 – 2.5 GHz phạm vi định (khoảng 10m) Một vùng kết nối gọi piconet Trong piconet có thiết bị hoạt động thiết bị chủ (master), thiết bị lại thiết bị tớ (slave) (a) (b) Master Slave Hình 2.2: (a) piconet với thiết bị tớ; (b) piconet với nhiều thiết bị tớ Tập hợp nhiều piconet tạo thành scatternet Cấu tạo scatternet gồm hai loại:  Một thiết bị tớ piconet thiết bị tớ piconet  Một thiết bị tớ piconet lại thiết bị chủ piconet NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -7- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Một trình kết nối hai thiết bị chủ-tớ trãi qua bước chính:  Bước 1: thiết bị chủ gửi tín hiệu dị tìm thiết bị Bluetooth xung quanh  Bước 2: thiết bị Bluetooth khác nhận tín hiệu dị tìm từ thiết bị chủ phản hồi lại tín hiệu trã lời  Bước 3: thiết bị chủ phát có tín hiệu trã lời, gửi tín hiệu khác để u cầu kết nối  Bước 4: thiết bị khác chấp nhận kết nối từ thiết bị chủ gửi tín hiệu báo cho phép kết nối Các thiết bị Bluetooth thực truyền liệu thông qua tập giao thức (profile) quy định từ trước Một vài giao thức Bluetooth sử dụng phổ biến:  Advanced Audio Distribution Profile: giao thức liên quan đến việc truyền nhận liệu âm thanh, thực thiết bị tai nghe Bluetooth  Human Interface Device Profile: giao thức liên quan đến việc truyền liệu thiết bị điều khiển nhập xuất, thực thiết bị bàn phím Bluetooth  Health Device Profile: giao thức quy định việc truyền liệu y học, thực thiết bị y tế II.3 Wireless fidelity Wi-Fi công nghệ không dây dựa giao thức 802.11 tổ chức Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Bộ giao thức IEEE 802.11 đời vào năm 1985 Năm 1999, tổ chức với tên gọi Wi-Fi Alliance đời đăng ký sỡ hữu độc quyền thương hiệu Wi-Fi Tuy nhiên, công nghệ WiFi tổ chức Wi-Fi Alliance chủ yếu dựa vào giao thức 802.11 IEEE đề xuất Nhiệm vụ tổ chức Wi-Fi Alliance đứng kiểm tra cấp chứng nhận Wi-Fi cho thiết bị thõa yêu cầu giao thức 802.11 có khả hoạt động tương thích với thiết bị Wi-Fi khác Đồng thời tổ chức tiếp tục nghiên cứu đề xuất cho cơng nghệ Wi-Fi (ví dụ: Wi-Fi Protected Setup, Wi-Fi Direct…) NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -8- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Hình 2.3: Wi-Fi logo Khi mua thiết bị mới, thiết bị chứng nhận đầy đủ tính có khả tương thích với thiết bị Wi-Fi khác, Wi-Fi logo dán kèm thiết bị Công nghệ Wi-Fi hoạt động tần số radio 2.4GHz 5GHz phạm vi 100m Bộ giao thức Wi-Fi hoạt động tầng liên kết mơ hình TCP/IP Do đó, Wi-Fi có khả hoạt động tương thích với giao thức TCP/IP dùng cho việc truy cập vào mạng Internet Một hệ thống mạng Wi-Fi phân thành dạng chính:  Dạng hạ tầng (infrastructure mode): dạng mà thiết bị không truyền liệu trực tiếp cho Ở dạng này, thiết bị truyền liệu đến thiết bị trung gian gọi access point, sau access point phân tích gói liệu truyền tới thiết bị nhận  Dạng trực tiếp (ad-hoc mode): dạng mà thiết bị truyền liệu trực tiếp với mà không cần phải thông qua access point Ưu điểm dạng cho phép thiết lập kết nối đơn giản so với dạng hạ tầng cho tốc độ chậm khoảng cách truyền ngắn Về phương diện bảo mật, hệ thống mạng Wi-Fi chia làm loại chính:  Mạng mỡ: loại mạng không bảo mật, thiết bị phép tự truy cập vào mạng, trình thiết lập kết nối diễn đơn giản nhanh chóng Ban đầu access point liên tục phát tín hiệu thông báo cho thiết bị biết diện nó, thiết bị bắt tín hiệu phát từ access point, thiết bị muốn kết nối vào access point gửi tới access NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG -9- LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG point tín hiệu u cầu kết nối, access point gửi trỡ lại tín hiệu thơng báo cho phép kết nối  Mạng bảo mật: loại mạng có sử dụng giao thức chứng thực, mã hóa để bảo vệ thơng tin cho phép người dùng hợp pháp phép truy cập vào mạng Quá trình kết nối thiết bị trãi qua nhiều bước tinh vi tóm lược gồm bước chính: tìm kiếm, chứng thực, liên kết, trao đổi khóa mã hóa thơng tin Với mạng bảo mật, thông tin trước truyền mã hóa với thuật tốn tương ứng với giao thức bảo mật mà hệ thống sử dụng Ví dụ mạng bảo mật với giao thức Wired Equivalent Privacy sử dụng thuật toán RC4 để mã hóa thơng tin; mạng bảo mật với giao thức Wi-Fi Protected Access sử dụng thuật toán Counter Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol II.4 Near field communication Công nghệ NFC công nghệ không dây dựa việc truyền sóng radio tương tự Wi-Fi Bluetooth tần số thấp 13.56 MHz Năm 2004, Nokia, Philips Sony thức thiết lập diễn đàn chung công nghệ NFC Kể từ thời điểm đến nay, NFC phát triển nhanh chóng trỡ thành cơng nghệ truyền liệu không dây đáng tin cậy NFC cho phép thiết lập kết nối thiết bị phạm vi ngắn (nhỏ 4cm) với tốc độ từ 106 Kbps tới 848 Kbps Trong phiên kết nối thiết bị NFC, thiết bị gọi thiết bị khởi tạo (initiator) thiết bị lại gọi đối tượng (target) Trong cơng nghệ NFC có kiểu hoạt động:  Kết nối bị động: kết nối này, thiết bị khởi tạo có khả cung cấp lượng cho đối tượng thơng qua sóng radio Đối tượng hoạt động dựa theo điều khiển thiết bị khởi tạo Do đó, đối tượng đơn giản thẻ hay loại nhãn mà không cần có nguồn cung cấp lượng Đây coi điểm mạnh công nghệ NFC so với công nghệ không dây khác  Kết nối chủ động: kết nối này, thiết bị khởi tạo đối tượng có tương tác qua lại lẫn Cả có nguồn cung cấp lượng riêng NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 10 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Công nghệ NFC dựa nhiều loại tiêu chuẩn như: tiêu chuẩn ISO/IEC cho loại thẻ, giao thức truyền nhận liệu; tiêu chuẩn cho việc định dạng liệu dựa theo tài liệu diễn đàn NFC… NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 11 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG PHẦN II : CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY I 40 nguyên tắc sáng tạo Alshuller  Nguyên tắc phân nhỏ  Nguyên tắc tách khỏi  Nguyên tắc phẩm chất cục  Nguyên tắc phản đối xứng  Nguyên tắc kết hợp  Nguyên tắc vạn  Nguyên tắc chứa  Nguyên tắc phản trọng lượng  Nguyên tắc gây ứng suất sơ  Nguyên tắc thực sơ  Nguyên tắc dự phòng  Nguyên tắc đẳng  Nguyên tắc đảo ngược  Ngun tắc cầu (trịn) hóa  Ngun tắc linh động  Nguyên tắc giải "thiếu" "thừa"  Nguyên tắc chuyển sang chiều khác  Sử dụng dao động học  Nguyên tắc tác động theo chu kỳ  Nguyên tắc liên tục tác động có ích  Nguyên tắc "vượt nhanh"  Nguyên tắc biến hại thành lợi  Nguyên tắc quan hệ phản hồi  Nguyên tắc sử dụng trung gian  Nguyên tắc tự phục vụ  Nguyên tắc chép  Nguyên tắc "rẻ" thay cho "đắt" NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 12 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG  Nguyên tắc thay sơ đồ học  Sử dụng kết cấu khí lỏng  Sử dụng vỏ dẻo màng mỏng  Sử dụng vật liệu nhiều lỗ  Nguyên tắc thay đổi màu sắc  Nguyên tắc đồng  Nguyên tắc phân hủy tái sinh phần  Thay đổi thơng số hóa lý đối tượng  Sử dụng chuyển pha  Sử dụng nở nhiệt  Sử dụng chất oxy hóa mạnh  Thay đổi độ trơ  Sử dụng vật liệu hợp thành composit II Công nghệ không dây dựa nguyên tắc sáng tạo  Nguyên tắc phân nhỏ Những ứng dụng công nghệ không dây ngày đa dạng, từ việc cho phép thiết bị truy cập vào thiết bị khác để chia thông tin, ứng dụng việc cho phép thiết bị truy cập vào hệ thống vệ tinh để xác định vị trí Cơng nghệ khơng dây thiết bị di động phân chia thành loại, loại phục vụ cho mục đích khác nhau:  GPS dùng ứng dụng tìm kiếm, định vị  Bluetooth dùng ứng dụng chia liệu trực tiếp  Wi-Fi dùng ứng dụng kết nối Internet  NFC dùng ứng dụng tốn trực tuyến địi hỏi bảo mật cao  Ngun tắc tách khỏi Cơng nghệ NFC coi công nghệ cải tiến, tách từ công nghệ Bluetooth NFC sử dụng phương thức cho phép kết nối thiết bị với thiết bị Bluetooth khơng cần tốc độ cao NFC dành cho ứng dụng chia thông tin nhỏ đòi hỏi bảo mật cao NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 13 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Ngồi cơng nghệ NFC cịn thừa kế khả tiết kiệm lượng cơng nghệ Bluetooth để thích hợp cho ứng dụng thiết bị di động  Nguyên tắc phẩm chất cục Trong hệ thống mạng Wi-Fi, thay đồng vai trị tất thiết bị client, chúng lại phân chia thành loại thiết bị: client access point Việc phân chia giúp chun mơn hóa vai trị loại thiết bị phép tốc độ truy cập liệu nhanh hơn, tiết kiệm lượng cho thiết bị client cho phép mỡ rông hệ thống mạng dễ dàng  Nguyên tắc phản đối xứng Hệ thống vệ tinh GPS hệ thống bất đối xứng với 24 vệ tinh bố trí mặt phẳng quỹ đạo, mặt phẳng nghiêng góc 55° so với mặt phẳng quỹ đạo Việc bố trí giúp cho khả bao quát hệ thống rộng tránh việc có nhiều vệ tinh tập trung điểm Ngoài ra, cách bố trí cịn giúp tránh lực hấp dẫn vệ tinh, giúp vệ tinh giữ quỹ đạo bay  Nguyên tắc kết hợp Công nghệ Wi-Fi ngày cho phép kết hợp việc truyền nhận tin đồng thời thời điểm, giúp cho tốc độ truy cập Wi-Fi cải thiện rõ rệt Sự kết hợp đạt nhờ vào việc cho phép sử dụng kết hợp antenna thu phát sóng radio, antenna dùng cho việc truyền thơng tin đến thiết bị khác, antenna cịn lại nhận thơng tin gửi đến cho thiết bị Các giao thức Wi-Fi trước cho phép Wi-Fi hoạt động tần số 2.4 GHz Với chuẩn Wi-Fi 802.11n đời năm 2009, cho phép Wi-Fi hoạt động kết hợp tần số: 2.4GHz 5GHz, cho phép tốc độ truy cập Wi-Fi đạt tới số đáng kinh ngạc 600Mbps  Nguyên tắc vạn Công nghệ Wi-Fi nay: Wi-Fi direct, cho phép kết nối trực tiếp thiết bị với thiết bị mà không cần thông qua access point Với công nghệ này, Wi-Fi hồn tồn dần thay cho Bluetooth, giúp tiết kiệm chi phí sản xuất đảm bảo đủ tính mong muốn thiết bị di động, vừa NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 14 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG có khả kết nối vào mạng Internet, vừa có khả kết nối trực tiếp với thiết bị khác  Nguyên tắc chứa Để gia tăng tốc độ truyền nhận liệu so với phiên cũ, công nghệ “Bluetooth 3.0 + High Speed” việc đưa chuẩn giao thức giúp cho việc tiết kiệm lượng, cịn chứa giao thức 802.11 cho phép tốc độ truyền liệu nhanh gấp nhiều lần so với phiên trước “Bluetooth 3.0 + High Speed” cho phép sử dụng 802.11 radio, thực phương thức tổ chức truyền nhận liệu giao thức 802.11 Wi-Fi  Nguyên tắc phản trọng lượng Cuộc chạy đua công nghệ Wi-Fi công nghệ Bluetooth chiến thật Công nghệ Wi-Fi ngày thể ưu điểm vượt trội mặt tốc độ khoảng cách so với Bluetooth Để cơng nghệ Bluetooth tiếp tục tồn tại, nhà phát triển bù trừ yếu mặt tốc độ khoảng cách việc cải thiện mức tiêu thụ lượng Phiên Bluetooth “Bluetooth 4.0” đem đến giải pháp hoàn hảo cho việc tiết kiệm lượng, giúp tiết kiệm pin cho thời gian sử dụng lâu so với phiên Bluetooth trước công nghệ Wi-Fi  Nguyên tắc dự phòng Bảo mật ưu tiên hàng đầu việc phát triển cơng nghệ Wi-Fi Do tính chất đặc thù công nghệ Wi-Fi truyền liệu mơi trường khơng khí thơng qua sóng radio, liệu dễ bị thất thoát, đánh cắp hay cố tình làm nhiễu Vì thế, ngun tắc dự phịng, hạn chế tối đa việc thất thơng tin quan tâm việc phát triển chuẩn, giao thức Thể nguyên tắc dự phòng công nghệ Wi-Fi việc cho phép kiểm tra, phát gói tin gửi thành cơng hay chưa? Các gói tin có bị thất hay bị sai q trình gửi khơng? Nếu có, chúng gửi lại Việc kiểm tra gói tin gửi thành cơng hay chưa thực nhờ vào chế đơn giản sau: thiết bị gửi gửi gói tin đến thiết bị nhận, việc nhận thành công, thiết bị nhận gửi gói tin (ACK) trỡ lại để thơng báo cho thiết bị gửi NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 15 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG biết gói tin nhận thành công; trường hợp việc nhận thất bại, thiết bị nhận không gửi ACK trỡ lại sau khoảng thời gian tính tốn trước, thiết bị nhận khơng nhận tín hiệu ACK, tự động gửi lại gói tin nói Việc kiểm tra tính tồn vẹn gói tin thực thơng qua thuật tốn Temporal Key Integrity Protocol Nếu gói tin khơng cịn ngun vẹn, thiết bị nhận khơng gửi gói tin ACK  Nguyên tắc đảo ngược Công nghệ NFC đời công nghệ ngược lại với xu hướng phát triển công nghệ Wi-Fi công nghệ Bluetooth Thay cố gắng làm gia tăng khoảng cách kết nối thiết bị phép thiết bị truy cập xa Bluetooth Wi-Fi, NFC lại cho phép thiết bị kết nối với khoảng cách ngắn nhằm làm tăng tính bảo mật thiết bị Với ý tưởng đảo ngược này, công nghệ NFC thể ưu điểm hồn tồn vượt trội vấn đề bảo mật thơng tin, thích hợp dùng cho ứng dụng địi hỏi bảo mật cao  Ngun tắc cầu (trịn) hóa Các vệ tinh hệ thống GPS bố trí dựa theo ngun tắc cầu trịn hóa, phản đối xứng nhằm giúp cho hệ thống vệ tinh bao quát hơn, tránh lực hấp dẫn… (xem phần giải thích mục “Nguyên tắc phản đối xứng”)  Nguyên tắc linh động Hệ thống kết nối thiết bị access point công nghệ Wi-Fi xây dựng linh động Khi người dùng di chuyển thiết bị xa access point tín hiệu liên kết thiết bị access point yếu, làm ảnh hưởng tới tốc độ truyền liệu Tuy nhiên với giao thức thiết kế linh động, thiết bị tự tìm cho access point khác gần nhất, tín hiệu mạnh để kết nối đảm bảo liệu từ access point trước truyền đầy đủ tới thiết bị thơng qua access point Ngồi ra, tính linh động cơng nghệ Wi-Fi thể việc thiết bị kết nối với access point trước thực đầy đủ bước kết nối thiết bị muốn kết nối lại, bỏ qua số bước (ví dụ: bước chứng thực, nhập mật NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 16 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG mã) giúp cho trình thiết lập kết nối nhanh hơn, thuận tiện cho người sử dụng  Nguyên tắc sử dụng trung gian Thay cho phép thiết bị trực tiếp kết nối để chia liệu với nhau, công nghệ NFC cho phép sử dụng thẻ trung gian (token) để lưu trữ thơng tin thiết bị này, sau thơng tin chia cho thiết bị khác Việc cho phép sử dụng kết hợp giúp người dùng linh động việc lựa chọn phương thức kết nối NFC phù hợp với ứng dụng Một ví dụ minh họa: hệ thống khóa nhà bạn hệ thống điều khiển tự động, sử dụng NFC Mã số lưu điện thoại bạn bạn sử dụng cách tiếp xúc điện thoại bạn với giao diện NFC gắn nhà Thêm vào đó, bạn lấy thơng tin mã số nhà để lưu vào thẻ trung gian phương án dự phòng cho người thân gia đình sử dụng Trong hệ thống GPS, việc truyền liệu từ vệ tinh tới thiết bị nhận cách trực tiếp làm cho tín hiệu bị sai lệch, nhiễu ảnh hưởng bầu khí vị trí thiết bị nhận, dẫn đến việc thiết bị khơng thể tính tốn xác vị trí Để làm giảm sai lệch trên, tín hiệu từ vệ tinh truyền đến trạm thu phát sóng trung gian cố định vị trí truyền tới thiết bị nhận nhằm làm giảm sai số ảnh hưởng việc truyền tin bầu khí  Nguyên tắc tự phục vụ Công nghệ Wi-Fi thể ưu điểm vượt trội khả tự động kết nối, tạo thuận lợi cho người sử dụng Khi thiết bị Wi-Fi kết nối với thiết bị khác lần kết nối sau, người dùng không cần thiết phải thực lại thao tác lần đầu Thiết bị ghi nhớ lại lần kết nối trước tự động tìm kiếm, lựa chọn kết nối tối ưu thực việc kết nối  Nguyên tắc chép Một điều dễ nhận thấy loại công nghệ Wi-Fi, NFC Bluetooth có nhiều điểm giống nhau, chép lẫn như:  Sử dụng sóng radio để truyền nhận liệu  Cho phép kết nối trực tiếp từ thiết bị tới thiết bị NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 17 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG  Cho phép mã hóa, bảo mật thơng tin lúc truyền  Nguyên tắc đồng Các thiết bị GPS, Wi-Fi Bluetooth có thời gian phát triển dài Tuy nhiên, thiết bị đời tốc độ nhanh hơn, bảo mật chúng hoạt động tương thích với thiết bị cũ nhờ vào phát triển đồng chuẩn, giao thức Các thiết bị GPS khác xuất định dạng liệu khác (như Sirf, NMEA…) liệu đầu vào chúng tuân thủ theo định dạng định nhằm giúp cho thiệt bị khác hoạt động tương thích với liệu chung từ vệ tinh Một thiết bị Wi-Fi cho phép hoạt động tần số 2.4GHz 5GHz với tốc độ lên đến 600Mbps theo chuẩn 802.11n hoạt động tương thích với access point cũ 5GHz với tốc độ 54Mbps theo chuẩn 802.11a Điều đạt nhờ vào việc phát triển đồng chuẩn giao thức đời sau với chuẩn trước Các thiết bị Bluetooth tai nghe, bàn phím hồn tồn có khả hoạt động tương thích với điện thoại hỗ trợ Bluetooth trước chúng thực giao thức Advanced Audio Distribution Profile, Human Interface Device Profile mà không cần quan tâm đến tương thích phần cứng chúng  Nguyên tắc phân hủy tái sinh phần Trong công nghệ Wi-Fi, gói tin chia nhỏ trước truyền gộp lại sau tất gói tin nhận Việc phân chia có hai lợi ích: lợi ích thứ gói tin lớn, chia thành nhiều gói tin nhỏ truyền đồng thời gói tin nhỏ này, giúp gia tăng tốc độ truyền liệu; lợi ích thứ hai giúp việc sử dụng hệ thống mạng hiệu gói tin nhỏ truyền tới đường mạng trống TP.HCM, tháng 04 năm 2012 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 18 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Tài liệu tham khảo Bài giảng môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học tin học” Giảng viên: GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm Chương trình đào tạo thac sĩ CNTT qua mạng Trung tâm phát triển CNTT ĐH Quốc gia TP.HCM - 2005 Giải tốn máy tính nào? GS.TSKH Hoàng Kiếm Nhà xuất giáo dục – 2003 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo PGS-TS Phan Dũng 802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide Tác giả Matthew Gast Nhà xuất O’Reilly – 2002 Understanding GPS Principles and Applications Tác giả Elliott D Kaplan Christopher J Hegarty Nhà xuất Artechhouse – 2006 http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth http://en.wikipedia.org/wiki/Near_Field_Communication NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG - 19 - LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG MỤC LỤC PHẦN I : CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG I Vai trị cơng nghệ khơng dây thiết bị di động II Các công nghệ không dây phổ biến thiết bị di động. .. ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG PHẦN I : CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG I Vai trị cơng nghệ khơng dây thiết bị di động Ngày nay, công nghệ khơng dây trỡ thành tính quan trọng cho thiết bị. .. báo cho thiết bị biết di? ??n nó, thiết bị bắt tín hiệu phát từ access point, thiết bị muốn kết nối vào access point gửi tới access NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY CHO THIẾT BỊ DI ĐỘNG