Thông tin tài liệu
MỤC LỤC !"#$%&"'( $)(*+,* - MỤC LỤC HÌNH VẼ !"#$%&"'( $)(*+,* . LỜI NÓI ĐẦU /0123456#76*089:;<2= %>/01?/01%%@6A8B/012 /017#CDE;6FG1HI016)JKJI2 IL!M/01I?ILNH@/016A8/01 2OB0!PIQ%73!P5!5CJR!>0LS5 /01IPDITUSV6IKWCXQIQPIYD %H!/01XEDIZI0146U4ILX?6)*?[K FDEP?J73!PI7WC 2K?5/01X EILS56!W6UQ*HYDC *:?6E5%L?J6!W6UQ* HYDHX%+\]^6IZX?I_`Nghiên cứu chế tạo thiết bị cung cấp năng lượng cho mạng cảm biến không dâyaF6IK>6L%W5%5Q ?6/016!W6UQ*HYDb0%5H%6H5 /01XEILUQIcI?/S5;W6UQCdI22 L9YDHXG6);W6UQ!DI)56*PFM* C e69YW67UT?6HX%E#+\]^ %E0FHf&!6gJhIZ!I_?;5Ii6U X5J?5DCg%>EI_X5fRA5 _2/Q2Ce66%PD*I225;562L? I_J7C !"#$%&"'( $)(*+,* j CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1. Giới thiệu (!W6UQ@B6)S;XQ15%W/ W6UQ9Nk*%5PE!IL!W/:%5YK 5W!F%X??019WD6*08L I2C(*082LQFk?J#C '%H7UWT6!W6UQTDQM65H[?%6 %Hl%HD#CDEHT6!W6UQmD DEPNHRSIH!*UhF!C '2n5P7UWS!E6)6!W6UQo • '%W6UQI015YUJ6*>5D5YUJW • (!0FEQ[%W6UQ@2HYDD*DQB • L6Y6515H[?@'B • $)59NkH[?3Y6 ()HW6UQI01IhpXQ15W6UQU)59Nk DR#6C(!W6UQ*HYD@B6!W6UQI2% QJ[%HW6UQUq2*DQC 1.1.1. Công nghệ Sensor Network 6!W6UQI019605P:#S 5%HC'*?W6UQI_LUM6%W6UQ 08I?drW6UQPJ*DQr:M!rHrr%W6 UQIhhHfI08rII!%*J6*08r%W6UQ5 H2ODDW6UQI01NHFJ01FC (!2IAIL6E*SUhF!8S5/ 01TM@TDQ5B284V?64:?I IL6<IL6J01F%HW6UQCCC IAKT6!HI)0FIYDTDQ5% H:YXEIRsKUW6CDD%H63 )%H076!?Et2!u!EK076! C n '%EPIYD5%L**SS5J%H9Nk %S52W/X5YUJ459Q5X#6!W :DQU%:#ST6!W/S5/01 %HUhF!C'%6*>*HYD26!E/01S5I01 0E5%LC"?:WNH*ST_c:%HXEjE Ko • 'V!I)4 • vNkH[?)U)!%HILW6_HH[?8 D_ • (*>6!656W6_HI08D_:I2W6 Dc)W6c*SI08D_C I015Y6.!6*>QJIhDQ6% HNHo Loại 1 (C1WSNs): • NHIhDQI) • '%H>6I08IJSIQIK • +RT%HDF%HQQ50%!6A5 @5B • W%SF@6wB • W/9NkH[?3%HDLQ5 • (!5!5 Loại 2(C2WSNs): • (*>IIL6<IL6DIL6<IL6-QJH IQ H Y6 • NHIhDQp • -H*S5*%H% • W%/66w • HDLQ5*2W/9NkH[?%H% • "?J07IJI7W EtPJII01%5H]eeexy.C-zCnC"!I)! PJ.Cn"{*?5#D#@](BS5I08D_H[ ?FJI)EIQ.zyU53W%jyIQ.yy|C}U~]eeexy.C-zCn I01QQIL Uc %*?*HYD 0 $| •HUH@•$B6IK5%H076!C +FXI8TEt}U~]eeexy.C-zCn%?JHP5%L 0FEt5w5%W6UQD_*:ED_I01 Et2C z _EpX6!6UH@(€eBC07 X0(€e6)IAIL6C'WI_t6!65C DE%H[?J2%C • !*08TIMH[?D_IQ7 %•IL6<IL6(€eC • '%HKHI)H%HHI) • H[?d%W6UQTDQd%?01CX? 3QFXC‚(€eTDQH[?C • MF!/01I01:WkNHSA uC(€e2L*UhU)U3MS5H %QUh*2LI01DQMS5089DE U308Hm • J01HSF(€eK7C X%U?[.6*>6%IhDQ (€e*L%5HCDE2L0 6)5P(€e@HBC 1.1.2. Ứng dụng của mạng cảm biến không dây • gYXoHl%6EQ08%D7S* DEN2O • (*08o%6%%DdDIcKUZbCCC • ƒQso%6%U?YU??:WkJI_ Ld9O • I>o**6I_L%QUhI??J 03S6CCC • 076!o _L6*08*?5/5R %6%9)*O 1.2. Tổng quan về kỹ thuật WSNs 0IZI_535PE6)6!W6UQHm9Nk! HMY66)JHm9NkS;D#9Nk0F !HCD>3IH[?IQHDLQ5H08HmW/9N kT6>ILW:DQ0F5%IC+FH!2S;H[?I019Nk IQ6JS8I26W6I01/01PHmU/*E D_C()Et5m15F6!W6UQ0o • 'W6UQo < '/7UWC < vNkK?C „ < w%5%?N…C < &Y'C < X5Y26C • D_*DQo < ZDD_2C < X0!I08D_C < I_QC < 6!C • Eto < ]eeexy.C ~U~C < ]eeexy.C-zC-&€~$C < ]eeexy.C-zCj•HUH@•$BC < ]eeexy.C-zCn~}UC < ]eeexy.C-„69C < ]eee-nz-Cz@5BC < (U]&C • &P6_6Ho < "?I_C < &P6_66!C < &P6_6QJ73H[?XQ5C < &P6_66HHC < &P6_6:WkH[?C 1.2.1. Các thành phần của mạng cảm biến không dây '%5P7UWQQ#Y6T6!PI01IA [WT6*>H!-@'-BIZI01F?35P0FC$3 >IYD6*>FJ01FW6UQ6!0iH[?_H[? *WW/s%Hb0W/Uh,F F!*SS59NkQ*% H 6!CD '-c:%7F6*>'.CX5%L6!W6UQHXE WQ_W6UQ*K%@WIcH[?5P 5P6_6BC † ()IAIL6T6!W6UQo • '%H5YUJHDIAC • '%HH,Uh0sC • 6!DIc089DEC • HUhF!_*SW/K%U)FC • '%H2L*I01IMS?J>J01F% HC Hình 1.1. Cấu trúc mạng cảm biến không dây thông thường '%5PS!E6)H6!W6UQ0E>-C.o • ()W6UQ@2L6)DHZDW6UQBI7hX@Q 2B • 7h9Nk • 7hE!Uq*DQ • MS5 • '%5PH%CCC x Hình 1.2. Các thành phần trong một node cảm biến. Software (Operating Systems and Middleware) LS5X!I)%H5P:#%?I_ M63I01QQIAU?C*08%?I_0Q HmQ;HXE5PIL2LQ56)%2 K0FHs5m15FU)F2F!TCD‡ 6)KH_H!DIYD6)t*KC5PTD‡ M66!5Y5J%HHW6UQ%HC^S _ENHD‡6*5sIL5%LL6% W6F_26EIJ4Q15%6ZIL9YD HXEt%Hh6!07KC Standards for Transport Protocols (IKQQIL5%LW5%56!*HYDHXEE t_5KS5SI%5%DEP0JI)H[?S5<U> E*SS5IW6UWI)UW6D?JC+hK%H W6UQP0*9%Ih0F2pW6!5W 2W/X9YDHXC '%EIZ5%L_IAU?I2 SI_/UW/01E5WS5SIQ62LC'TDQ5 IhDQU3>IhDQ2%F%6!D_J@5 )HQ;6!BC ˆ Hình 1.3. Giao thức chung cho mạng cảm biến. 6!W6UQM6E!6!:WkC EQ6!M6%F506*>‡]C • \D-oF5ko%:0F_I?ED_W6UQ9NkK ? • \D.oF5EQH[?o%S;Ih8 • \DjoF56!oIhDQ • \DnoF5DLoD_H[?6!0[H[? • •55\Do5%H6!UM69Nk HQ15H[?9Nk%DEPdUE73H[? !C &^~( -9^~'(€ ]eeexy.C U~ ]eee xy.C-zC- ]eee xy.C-zCn (6 |HH .Cz~j <‰ $ }$ €~(€ \€H &€H €@H B €55 | H HH e5 55 @HH +]&B 'U 56 ( H $HH @(U5B yCy„n<yC xŠ <zn yC† yCy.y< yC.z -y [...]... sử dụng năng lượng Năng lượng được cung cấp bằng pin hoặc từ năng lượng được tích trữ từ môi trường Trong cả hai trường hợp thì năng lượng là một tài nguyên hạn chế Việc tối ưu năng lượng phải được thực hiện ở cả cấp độ phần cứng và phần mềm Nếu phần cứng không hiệu quả về năng lượng thì rất khó đạt được sự vận hành ở mức năng lượng thấp Vấn đề cấp năng lượng cho mạng cảm biến không dây gặp... nghiên cứu phát triển dành cho mạng cảm biến không dây 25 Hình 3.8 Hệ thống sử dụng năng lượng thu thập từ RF * Các hệ thống Energy Harvesting trong thực tế đang được phát triển dành cho mạng cảm biến không dây: Hình 3.9 Hệ thống Energy Harvesting đang được phát triển dành cho WSNs Hiện nay có 4 dạng năng lượng được nghiên cứu và phát triến để chuyển đổi thành điện năng cung cấp cho mạng cảm. .. ĐỀ NĂNG LƯỢNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG ENERY HAVESTING 3.1 Sơ lược về Energy Harvesting Energy Harvesting hay còn gọi là Power Harvesting hay Energy Scavenging là quá trình chuyển đổi các dạng năng lượng dư thừa từ các nguồn bên ngoài (năng lượng mặt trời, năng lượng nhiệt, năng lượng gió, và động năng) thành dạng năng lượng điện để lưu trữ và cung cấp cho những thiết bị không dây. .. thể dịch năng lượng thành điện 26 - Một mô-đun thu năng lượng, lưu trữ và quản lý điện năng cho các thiết bị Một ứng đầu cuối như một mạng ZigBee kích hoạt cảm biến không dây hoặc điều khiển và thiết bị giám sát Hình 3.10 Sơ đồ khối energy havesting dành cho mạng cảm biến không dây Như sơ đồ khối trên ta thấy với energy havesting, mạng cảm biến không dây chuyển từ “tiêu thụ năng lượng thấp”... Chức năng giới hạn, bao gồm cả vấn đề về kích thước Yếu tố nguồn cung cấp Giá thành các node Yếu tố môi trường Đặc tính kênh truyền Giao thức quảng lý mạng phức tạp và sự phân bố rải các node Tiêu chuẩn và quyền sở hữu Các vấn đề mở rộng 13 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 2.1 Vấn đề năng lượng trong mạng cảm biến không dây Các nút mạng cảm biến không dây. .. hạ áp thì nút cảm biến sẽ được cấp nguồn ổn định, nhưng lại mất đi tính không dây Vấn đề không dây được giải quyết khi nút cảm biến được cấp năng lượng bằng pin Nhưng vấn đề khó khăn khi sử dụng pin cấp nguồn cho nút cảm biến là nếu sử dụng pin thì nút cảm biến sẽ mang tính di động và không dây, nhưng sẽ bị hạn chế bởi nguồn năng lượng của pin là hữu hạn Khi nguồn năng lượng của pin... dụng để cung cấp nguồn cho các nút riêng lẻ trong mạng cảm biến không dây b Cơ năng Thu hoạch cơ năng chuyển đổi thành điện năng cũng đang được nghiên cứu và phát triển Cơ năng được lấy từ các máy công nghiệp, hay đặc biệt là dạng cơ năng sinh học đang được chú trọng nghiên cứu Bằng cách gắn các thiết bị thu thập vào đầu gối hoặc gót giầy chúng ta có thể thu thập được điện dùng để sạc cho pin... gián đoạn và việc thay thế nguồn cấp ngoài sẽ vô cùng khó khăn và tốn kém nếu thiết bị được đặt tại nơi địa hình hiểm trở (cảm biến sóng ngoài biển, cảm biến thời tiết trên núi…) Vì vậy việc energy havesting ra đời đã giải quyết được vấn đề năng lượng cho các thiết bị cảm biến không dây năng lượng thấp 3.2 Áp dụng Energy Harvesting vào mạng cảm biến không dây Arduino và Z1 3.2.1 Mục đích... Hình 2.1 Mạng cảm biến không dây thiết kế theo mạng sao Cách tiếp cận theo kiểu mạng hình sao có đặc điểm là đơn giản nhưng phạm vi của mạng cảm biến không dây bị thu hẹp trong phạm vi truyền dẫn của các bộ thu phát vô tuyến Với một số ứng dụng thì mạng hình sao là phù hợp Hình 2.2 Thời gian bật tắt bộ thu phát vô tuyến Cách tiếp cận mạng sao dẫn đến một vấn đề là giới hạn của mạng bị thu hẹp... của mạng chúng ta cần thiết kế mạng cảm biến không dây theo kiểu mạng khác là mạng cây hay mạng lưới Nhưng việc sử dụng mạng cây hay mạng lưới dẫn đến việc phải nghiên cứu một cơ chế quản lý năng lượng hoàn toàn khác phát triển từ cơ chế quản lý công suất vô tuyến Để có thể hình mạng lưới thì các bộ thu phát vô tuyến của các nút phải được quản lý để chúng được tắt khi không có lưu lượng . 2K?5/01X EILS56!W6UQ*HYDC *:?6E5%L?J6!W6UQ* HYDHX%+]^6IZX?I_ `Nghiên cứu chế tạo thiết bị cung cấp năng lượng cho mạng cảm biến không dâyaF6IK>6L%W5%5Q ?6/016!W6UQ*HYDb0%5H%6H5 /01XEILUQIcI?/S5;W6UQCdI22 L9YDHXG6);W6UQ!DI)56*PFM* C e69YW67UT?6HX%E#+]^ %E0FHf&!6gJhIZ!I_?;5Ii6U X5J?5DCg%>EI_X5fRA5 _2/Q2Ce66%PD*I225;562L? I_J7C . '%SI_63) -j CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 2.1. Vấn đề năng lượng trong mạng cảm biến không dây '%;6!W6UQ*HYDP5WI01:Y6IQSI_NH /01C/01I01S5Uq5Ad/01I01K[d 6*08 C W0815>/016)DE!QC+?J 0/015WI01X?3WS5I)5P5P6_6CQ5P *?:W_/01>S2I!I01X36/01 S5C+SI_S5/016!W6UQ*HYDA5%_2/C QNHMI?0FIZI01G0!%5>;W6UQuI01S5 McIh0!6SIK`*HYDaC+SI_*HYDI01W:DQ ;W6UQI01S5/01Uq5C0SI_2/NH 5S5M;W6UQQNH5>;W6UQu6KH I)*HYD0uUh!QU3M/01T5[!C M/01T5!?b;;W6UQd!I)C+>D SI_IA6IL;W6UQ!I)I01YS2L@EK /01SB6f?:WC. C&KNGPN 6)UDIMU)S40Fd2T2U3>5K2L 29%IhHm6)2I01D_D*I01D_C Hình 2.5. Cơ chế quản lý đồng bộ -ˆ CHƯƠNG III BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC VẤN ĐỀ NĂNG LƯỢNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY SỬ DỤNG ENERY HAVESTING 3.1. Sơ lược về Energy
Ngày đăng: 18/06/2014, 08:58
Xem thêm: nghiên cứu chế tạo thiết bị cung cấp năng lượng cho mạng cảm biến không dây, nghiên cứu chế tạo thiết bị cung cấp năng lượng cho mạng cảm biến không dây, Tổng quan về mạng cảm biến không dây, tổng quan về năng lượng trong mạng cảm biến không dây, biện pháp khắc phục vấn đề năng lượng trong mạng cảm biến không dây sử dụng enery havesting, e. Thiết bị thu sóng vô tuyến