Nén và truyền dữ liệu multimedia trên mạng m2m

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH VÀ XU HƯỚNG ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP M2M TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan M2M 1.1.1 Định nghĩa M2M 1.1.2 Cơ cấu tổ chức M2M mức cao 12 1.2 Xu hướng ứng dụng giải pháp M2M giới 13 1.2.1 Tình hình thị trường M2M giới 13 1.2.2 Cơ hội phát triển 17 1.3 Kết luận 18 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT M2M 19 2.1 Nghiên cứu ứng dụng giải pháp M2M tảng mạng viễn thông 19 2.1.1 Kết nối M2M thông qua mạng viễn thông 19 2.1.2 Các phương thức kết nối M2M mạng viễn thông 20 2.1.3 Các kết nối liệu cho ứng dụng M2M 25 2.2 Nghiên cứu tối ưu hóa mạng cho M2M 31 2.2.1 Dịch vụ giá trị gia tăng 31 2.2.2 Đặt tên địa cho thiết bị 35 2.2.3 Tối ưu hóa kích hoạt 41 2.3 Kiểm soát tình trạng tải tắc nghẽn 44 2.3.1 Cơ chế kiểm soát tải tắc nghẽn 44 2.3.2 Kiểm soát tải mạng theo mức độ ưu tiên 46 2.3.3 Kiểm soát tắc nghẽn quản lý di động mạng lõi 47 2.3.4 Định tuyến cho thiết bị M2M chế độ nghỉ 47 2.3.5 Tối ưu hóa để giảm tình trạng tải lựa chọn lại mạng 49 2.3.6 Ngăn ngừa truy cập mở rộng 50 2.3.7 Ý nghĩa chế kiểm soát tải tắc nghẽn 50 2.4 Kết luận 51 CHƯƠNG 3: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG M2M Ở VIỆT NAM 52 3.1 Nghiên cứu nhu cầu sử dụng M2M Việt Nam 52 3.1.1 Quy mô thị trường 52 3.1.2 Thị phần công nghệ 52 3.1.3 Khả thành công công nghệ 53 3.2 Nghiên cứu áp dụng M2M Việt Nam 54 3.2.1 Ứng dụng M2M công nghệ điện toán đám mây vào hệ thống cảnh báo lũ quét 59 3.2.2 Ứng dụng M2M công nghệ điện toán đám mây vào hệ thống thu phí giao thông vận tải 61 3.2.3 Ứng dụng Platform M2M Mobile vào hệ thống cảnh báo video thông minh 62 3.3 Kết luận 68 CHƯƠNG THUẬT TOÁN JPEG 2000 69 4.1 Lịch sử đời phát triển chuẩn JPEG 2000 70 4.2 Các tính JPEG 2000 71 4.3 Các bước thực nén ảnh theo chuẩn JPEG 2000 72 4.3.1 Xử lý trước biến đổi (preprocessing) 74 4.3.3 Biến đổi riêng thành phần (Intracomponent transform)- biến đổi Wavelet 75 4.3.4 Lượng tử hóa-Giải lượng tử hóa 77 4.3.5 Mã hóa tầng thứ ( Tier encoder) 78 4.3.6 Mã hóa tầng thứ ( Tier-2 encoder) 80 4.3.7 Điều chỉnh tỉ lệ (rate control) 81 4.4 Một số phương pháp mã hóa kết hợp dòng liệu sau mã hóa 82 4.5 Định dạng ảnh JPEG 2000-JP2 84 4.6 So sánh chuẩn JPEG 2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác 85 4.7 Kết luận 88 CHƯƠNG MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN JPEG2000 TRONG MẠNG WSNs BẰNG MATLAB 89 5.1 Mô trình thực 89 5.2 Đánh giá kết 89 5.3 Kết luận 94 KẾT LUẬN 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 LỜI NÓI ĐẦU M2M công nghệ phát triển nhanh chóng lĩnh vực ICT Dự đoán tổng số thiết bị kết nối M2M toàn cầu lên lên 50 tỷ thiết bị vòng 10 năm tới Trong thực tế, M2M tiến gần người sử dụng góp phần cải thiện chất lượng sống nhờ số lý Thứ nhất, mạng di động có mặt khắp nơi: Internet không dây lắp đặt khu vực rộng lớn thành phố 3G, công nghệ LTE nhanh hơn, chí thâm nhập khu vực nông thôn Thứ hai, cảm biến cho số đo khác trở thành cấu thành tiêu chuẩn, thiết bị dễ dàng phát yếu tố vị trí, tốc độ, điều kiện ánh sáng, nhiệt độ, nhiều Thứ ba, cấu thành thông tin liên lạc NFC (Near Field Communication – tiêu chuẩn cho việc trao đổi liệu phi tiếp xúc tối đa 10cm) máy chủ thiết bị liên tục cải tiến nhỏ có giá phải Việc sử dụng công nghệ M2M chuyên nghiệp phát triển nhanh chóng lĩnh vực giao thông vận tải, an ninh, dịch vụ công cộng, hậu cần, chăm sóc sức khỏe, tự động hóa tòa nhà kiểm soát máy Theo IDC, 15 tỷ thiết bị thông minh kết nối thông qua Internet vào năm 2015 M2M xu công nghệ mới, Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực Hiện tại, có nghiên cứu riêng lẻ mạng cảm biến, mạng thiết bị đo lường truyền liệu qua internet qua giao thức không dây Một số nhóm nghiên cứu trường đại học Bách khoa Hà Nội, Bách khoa TP HCM, Học viện Công nghệ BCVT Việt Nam, Đại học Quốc gia có nghiên cứu bước đầu công nghệ M2M xu công nghệ mới, Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu chuyên sâu lĩnh vực Trong luận văn nghiên cứu cấu trúc cách thức truyền thông mạng machine to machine (M2M) cách thức nén ảnh phương pháp JPEG 2000 Trong trình thực đề tài nhiều hạn chế thông tin thời gian hoàn thành nên không tránh khỏi thiếu xót Tôi mong sự đánh giá, nhận xét góp ý Thầy cô để luận văn hoàn thiện Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Nguyễn Hữu Phát định hướng, giúp đỡ tận tình suốt trình thực luận văn Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tôi xin cam đoan sự giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày….tháng…năm 2015 Học viên Đàm Thị Huyền CHƯƠNG NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH VÀ XU HƯỚNG ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP M2M TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan M2M 1.1.1 Định nghĩa M2M Có nhiều định nghĩa “Machine” cụm từ Machine-toMachine, Machine-to-Mobile, Mobile-to-Machine, Machine-to-Man…Tuy nhiên, xuyên suốt báo cáo này, M2M coi “Machine-to-Machine” Để định nghĩa trọn vẹn khái niệm “Machine-to-Machine” không đơn giản phạm vi mà M2M bao hàm rộng Hình 1.1 mô tả chất M2M Vai trò M2M thiết lập điều kiện để thiết bị trao đổi thông tin (hai chiều) với ứng dụng thương mại thông qua hệ thống mạng truyền thông, thiết bị hay ứng dụng hoạt động dựa sở trao đổi thông tin Trong định nghĩa này, mạng truyền thông có vài trò then chốt Điều lý giải M2M thường định nghĩa rút gọn truyền thông M2M, cấu tạo thu gọn M2(CN2)M: Machine-to-(Communication-Network-to)-Machine) Hình 1.1 Đặc tính M2M [1] Mô tả chưa hoàn thiện đầy đủ tính chất M2M Ví dụ, điện thoại di động tương tác với ứng dụng trung tâm xử lý gọi (contact center) chưa xem ứng dụng M2M cần tác nhân người kiểm soát Tiếp theo, xem xét vài thuộc tính phức tạp liên kết M2M để làm rõ mô tả Trong nhiều trường hợp, M2M bao gồm nhóm thiết bị giống tương tác với ứng dụng đơn, minh họa hình 1.2 Chẳng hạn ứng dụng quản lý nhóm thiết bị đặt xe tải mạng truyền thông mạng di động để thực việc giám sát quản lý hành trình Trong vài trường hợp (ví dụ hình 1.3), thiết bị nhóm tương tác trực tiếp với ứng dụng dung lượng có hạn Trong kịch này, thiết bị cần liên kết với phần tử trung gian (ví dụ gateway), nghĩa cho phép thực số hình thức truyền thông hợp tác Ứng dụng “Smart metering” (đo đạc thông minh) ví dụ mà thiết bị đo thông minh kết nối thông qua gateway hạ tầng mạng truyền thông, mạng di động internet công cộng Business Application Communication Network A group of devices Hình 1.2 Nhóm thiết bị hệ thống M2M [2] Business Application Communication Network GW Devices Hình 1.3 Phần tử trung gian hệ thống M2M [3] Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI) giới thiệu thuật ngữ “M2M area network” Đó mạng nội hạt M2M cung cấp khả kết nối lớp vật lí MAC thiết bị M2M khác liên kết mạng khu vực M2M, cho phép thiết bị M2M truy cập thành công vào mạng công cộng thông qua router hay gateway Các thuộc tính M2M tùy thuộc vào vai trò thiết bị đầu cuối, chấp hành Các thiết bị không lạ lĩnh vực công nghệ thông tin truyền thông (ICT), với M2M, thiết bị đầu cuối kết nối xem dòng thiết bị có tính chất đặc biệt Các tính chất thảo luận sâu đây, đặc biệt ảnh hưởng chúng lên yêu cầu cho ứng dụng mạng truyền thông Tính đông đảo: Là tính chất trội mà M2M mang lại Người ta cho số thiết bị kết nối liên kết M2M sớm vượt xa tổng số thiết bị trực tiếp tương tác với người (như điện thoại di động, máy tính cá nhân, máy tính bảng ) Số thiết bị tăng theo hàm mũ với yêu cầu kết nối, truyền thông đa dạng gây áp lực lớn lên kiến trúc hạ tầng truyền thông ứng dụng vấn đề lưu lượng mạng Một ví dụ vấn đề tác động thiết bị M2M ảnh hưởng đến mạng di động kết nối, thân thiết bị không thiết kế cho tập hợp kết nối truyền thông tương tác thiết bị với nhau, sự quy chuẩn cho phép tương thích truyền thông Tính đa dạng: Việc triển khai ứng dụng M2M dẫn đến tượng xuất số lượng lớn thiết bị với yêu cầu cực kỳ đa dạng tốc độ trao đổi liệu, yếu tố định dạng, tính toán, hay dung lượng truyền dẫn Một hệ tính đa dạng sự không đồng nhất, từ đặt thách thức lớn khả tương tác Điều trở thành trở ngại cho M2M nói chung Đây thách thức yêu cầu ứng dụng M2M phải xây dựng, định nghĩa phát triển dung lượng cho phép sự thống chung Tính vô hình: Các thiết bị phải cung cấp dịch vụ thường xuyên với sự tham gia người điều khiển kể có sự cố xảy có thêm sự gia nhập thiết bị Do đó, việc quản lý thiết bị M2M hết trở thành phần then chốt quản lý dịch vụ mạng, cần tích hợp hoàn toàn Mức độ rủi ro: Một số thiết bị đặt yêu cầu nghiêm ngặt dựa độ trễ hay độ tin cậy, ví dụ thiết bị có chức bảo vệ sức khỏe lĩnh vực eHealth (như thiết bị bắt mạch máu, dự đoán ngã ), phần tử then chốt sở hạ tầng quan trọng (như đo điện áp tách pha, ngắt, lưới điện thông minh) Các yêu cầu thách thức vượt khả đáp ứng mạng thông tin ngày Tính xâm phạm: Nhiều thiết bị M2M thiết kế với mục đích rõ ràng để “quản lý tốt hơn” hệ thống kỹ thuật giám sát trạng thái, số hệ thống phải tương tác với tình trạng, thể trạng người dùng Ví dụ thiết bị eHealth, đồng hồ đo thông minh để đảm bảo điều khiển lượng tiêu thụ gia đình Điều dẫn đến vấn đề bảo mật Về chất, không vấn đề hệ thống công nghệ thông tin, tính bảo mật trở ngại lớn việc triển khai hệ thống M2M Chẳng hạn trở ngại xuất triển khai diện rộng đồng hồ đo thông minh trước quyền lợi người dùng tính bảo mật nhu cầu phân phối lượng để quy định tốt lượng tiêu thụ thiết bị nhà Ngoài tính chất kể ảnh hưởng chúng lên kiến trúc hệ thống M2M, cần xem xét thêm đặc trưng thiết bị xét cách thức truyền thông mạng Điều yêu cầu phương thức để nhóm thiết bị với (ví dụ phương pháp “trung gian” nhắc đến hình 1.3) Các thiết bị có thể:  Bị giới hạn chức năng: Các thiết bị M2M thiếu khả cập nhật phần mềm từ xa Một lý lựa chọn thiết kế chi phí, thông thường mô hình thương mại đòi hỏi thiết bị có giá cạnh tranh Việc giới hạn chức giới hạn dựa chất việc trao đổi thông tin yêu cầu hoạt động cụ thể: hầu hết cảm biến không thiết kế cho mục đích hoạt động liên tục phức tạp  Năng lượng thấp: Mặc dù nhiều thiết bị M2M kết nối với hệ thống nguồn cung cấp lượng, thường chúng cấp lượng nhiều phương thức khác nhiều lý Ví dụ số lượng lớn thiết bị đặt trời không dễ dàng để kết nối với nguồn điện (các cảm biến quy trình công nghiệp, đồng hồ đo nước, máy đo độ rung động cầu…) Điều làm giảm chất lượng tương tác thiết bị với ứng dụng M2M  Nhúng (Embedded): Nhiều hệ thống kỹ thuật có thiết bị, cụm thiết bị đã, triển khai vào hệ thống thực tế với điều kiện hoạt động cụ thể Như khó thay đổi thiết bị kết nối M2M trừ phải thay đổi toàn hệ thống Ví dụ hệ thống nhúng vào tòa nhà hay ô tô 10 Hình 4.7 Minh họa tứ phân (a) sự phân mức (b) [52] Cây zero ( zerotree): Cây zero tứ phân, tất nút nhỏ nút gốc Một mã hóa mã hóa đối tượng giải mã cho tất giá trị không Ngoài để mã hóa hệ số Wavelet trường hợp này, giá trị nút gốc nhỏ giá trị ngưỡng xem xét ứng với hệ số Wavelet Nguyên lý hoạt động thuật toán: Thuật toán mã hóa hệ số theo thứ tự giảm dần Chúng ta dùng giá trị gọi ngưỡng sử dụng ngưỡng để tiến hành mã hóa hệ số biến đổi Các hệ số mã hóa theo thứ tự từ vùng tần số thấp đến vùng tần số cao Và hệ số có giá trị tuyệt đối lớn ngưỡng mã hóa Tiếp theo sự giảm ngưỡng làm đến ngưỡng đạt đến giá trị nhỏ giá trị hệ số nhỏ Cách giảm trị ngưỡng thực đặc biệt, giá trị ngưỡng giảm xuống nửa so với trước Bộ giải mã phải biết mức ngưỡng giải mã ảnh thành công Nhưng từ nút cha đến nút tứ phân có ba nút Vậy ta phải nhánh có nút trước Nói cách đầy đủ ta di chuyển từ hệ số đến hệ số khác theo thứ tự Có nhiều cách di chuyển, nhiên hai cách di chuyển hình 2.8 sử dụng nhiều Việc 83 xếp phải quy ước thống trình mã hóa trình giải mã để việc giải mã ảnh thành công Hình 4.8 Hai cách xếp thứ tự hệ số biến đổi [53] 4.5 Định dạng ảnh JPEG 2000-JP2 JP2 định dạng file JPEG 2000 dùng để thu gọn dòng mã hóa (codestreams) JPEG 2000  Phần mở rộng: jp2  Cho phép nhúng thông tin XML ( ví dụ, metadata)  Alpha channel ( ví dụ, tính suốt)  Accurate color interpretation: thể màu xác  Hỗ trợ “true color” and “palette color”  Intellectual property information  Capture and default display resolution  File “magic number”  File transfer errors (ASCII ftp, bít email, v.v…) 84 4.6 So sánh chuẩn JPEG 2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác Một tính quan trọng ưu điểm rõ nét JPEG 2000 so với JPEG chuẩn nén ảnh khác MPEG VTC hay JPEG –LS v.v…là JPEG 2000 đưa hai kỹ thuật nén ảnh có tổn thất không tổn thất theo chế mã hóa, nghĩa JPEG 2000 đưa hai kỹ thuật nén ảnh có tổn thất không tổn thất theo chế mã hóa, nghĩa JPEG 2000 thực tất dạng thức JPEG chế mã hóa Nếu xét sự tồn hai kỹ thuật JPEG có khả nén ảnh có tổn thất không tổn thất thông tin Hình 4.9 So sánh JPEG JPEG 2000 [54] Tuy nhiên với JEPG chế mã hóa với hai dạng khác khó để sử dụng hai dạng lúc cho ứng dụng Do thấy có tính mềm dẻo chuẩn nén ảnh tĩnh trước Hơn thế, thống kê thực tế cho thấy với tỉ lệ nén loại ảnh ảnh nén JPEG 2000 có chất lượng tốt so với JPEG Chúng ta xem xét hai ảnh hình 2.9 để thấy rõ điều này, ảnh bên trái nén theo JPEG ảnh bên phải nén theo JPEG 2000 Tính ưu việt thứ hai JPEG 2000 so với JPEG dạng thức nén có tổn thất thông tin, JPEG 2000 đưa tỉ 85 lệ nén cao nhiều so với JPEG Các phần mềm nén ảnh JPEG ( kể photoshop) thiết kế để nén với tỉ lệ 200:1 Theo công thức tính PSNR đơn vị db, có: ( b số bít dùng biểu diễn pixel ảnh gốc) PSNR(dB)=-20 [4.6] Với hai ảnh hình 2.9, sự so sánh tham số PSNR cho bảng Để so sánh dễ dàng hơn, ta xét ảnh nén với tỉ nén khác ( đo lường hệ số bít/pixel hay bpp) Tất số liệu bảng cho thấy JPEG 2000 nén ảnh tốt JPEG : hệ số PSNR mà xét bảng đo hệ đơn vị logarit Bit per pixel 0.125 0.50 2.00 Ảnh theo JPEG 24.42 31.17 35.15 Ảnh theo JPEG 28.12 32.95 37.35 28.92 35.99 31.13 38.80 2000 Ảnh theo JPEG 22.6 Ảnh theo JPEG 24.85 2000 Bảng So sánh JPEG JPEG 2000 Tính ưu việt thứ JPEG 2000 so với JPEG chuẩn nén ảnh hiển thị ảnh với độ phân giải kích thước khác từ ảnh nén Với JPEG điều thực Sở dĩ có điều JPEG 2000 sử dụng kỹ thuật phân giải ảnh mã hóa đính kèm mà đề cập tới phần mã hóa ảnh theo JPEG 2000 Tính lợi đặc biệt quan trọng JPEG 2000, JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh trước phải nén nhiều lần để thu chất lượng với lần nén khác 86 nhau, với JPEG 2000 ta cần nén lần chất lượng ảnh định tùy theo người sử dụng trình giải nén ảnh theo JPEG 2000 Một tính bật JPEG 2000 tính mã hóa ảnh theo vùng (ROI –Region of Interst) mà đề cập phần mã hóa ảnh theo JPEG 2000 Chất lượng toàn ảnh thấy rõ hình 2.10, chất lượng vùng ảnh lựa chọn tăng cao vùng áp dụng phương pháp nén ảnh ROI Hình 4.10 Minh họa tính ROI [55] JPEG 2000 tính đặc biệt ưu việt JPEG, khả vượt trội khôi phục lỗi Đó ảnh truyền mạng viễn thông thông tin bị nhiễu, với chuẩn nén ảnh JPEG nhiễu thu vào hiển thị, nhiên với JPEG 2000, đặc trưng phép mã hóa chống lỗi, JPEG 2000 giảm thiểu lỗi với mức Bảng sau so sánh tính JPEG 2000 với số chuẩn nén ảnh JPEG-LS, PNG, MPEG-4 VTC ( Dấu + biểu thị chuẩn có chức tương ứng, số dấu cộng nhiều chuẩn thực chức tương ứng tốt; dấu - biểu thị chuẩn tương ứng không hỗ trợ tính đó) 87 JPEG 2000 Khả nén ảnh không tổn thất Khả nén ảnh có tổn thất JPEG-LS JPEG ++++ + +++ MPEG-4 VTC PNG _ +++ +++++ + +++ ++++ _ Khả lũy tiến khôi +++++ phục ảnh - ++ +++ + Kỹ thuật mã hóa theo vùng +++ ROI - - + - Khả tương tác với vật thể có hình dạng - - ++ - Khả truy cập ngẫu ++ nhiên dòng bít ảnh nén _ _ _ _ Tính đơn giản ++ +++++ +++++ + +++ Khả khôi phục lỗi +++ ++ ++ +++ + Khả thay đổi tỉ lệ nén +++ - - + - +++ ++ ++ +++ Tính mềm dẻo ( khả +++ nén nhiều loại ảnh khác nhau) Bảng So sánh tính JPEG 2000 với chuẩn nén ảnh tĩnh khác 4.7 Kết luận Trong chương trình bầy lịch sử đời phát triển chuẩn JPEG 2000, tính JPEG 2000, bước thực nén ảnh theo chuẩn JPEG 2000, số phương pháp mã hóa kết hợp dòng liệu sau mã hóa, định dạng ảnh JPEG 2000, JP2 Cuối so sánh chuẩn JPEG 2000 với JPEG chuẩn nén ảnh tĩnh khác 88 CHƯƠNG MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN JPEG2000 TRONG MẠNG WSNs BẰNG MATLAB 5.1 Mô trình thực Trong phần mô này, trình bầy cách thức nén truyền thông mạng cảm biến Matlab Mạng cảm biến dạng mạng M2M ( Machine to machine) Đầu tiên tạo mạng cảm biến không dây  có 100 node mạng  xếp vị trí ngẫu nhiên vùng vị trí 300*500 m  Số nút nguồn 20  Năng lượng ban đầu 12 J  Điều kiện dừng 20 node chết 5.2 Đánh giá kết Do dùng thuật toán JPEG 2000, thuật toán chia làm bước Tôi chia làm hai trường hợp Trường hợp cho ảnh chạy qua nút Node chạy bước 1, node thứ hai chạy bước 2, node thứ ba chạy bước Trường hợp thứ truyền từ node đến node Trường hợp 1.Trường hợp đa chặng Mô hình mạng cho ảnh qua node Node thực bước 1, node thứ thực bước 2, node thứ thực bước Khi truyền đến node lại ta truyền không thực nén Bước 1: Cho toàn ảnh chạy 1000 lần để đo số bít đầu sau thực nén ảnh qua bước Dùng phần mềm JoulemeterSetup để đo lượng Phần mềm dùng để đo lượng xử lý node mà matlab xử lý Sau nhập vài thông số cho chạy phần mềm JoulemeterSetup trước, sau quay matlab ấn nút run trên, cho chạy xong 1000 lần Mở file lưu ra, tính tổng cột lượng cuối Mở file E_nut điền thông tin đầy đủ vào cột bước Bước 2: Cho toàn ảnh chạy 1000 lần để đo số bít đầu sau thực nén ảnh qua bước Làm tương tự bước ta tham số số bít 89 toàn ảnh thực nén qua bước chạy 1000 lần Năng lượng đo dùng phần mềm JoulemeterSetup Mở file E_nut điền thông tin đầy đủ thông tin vào cột bước Bước Nên để file ảnh chạy 100 lần Ta đo thông số bít đầu toàn ảnh chạy 100 lần lượng mà matlab xử lý, điền đầy đủ thông tin vào bước file E_nut Sau điền đầy đủ thông tin bảng E_nut, ta mở code mạng cảm biến Sửa hàm Calenergy1 Sửa thông số Exuly hàm xử lý lượng Size (kích thước số bít chạy qua bước 1,2,3) Vào file Khởi tạo ( Khoitao.m) Sửa Energy=12 J: lượng node khởi tạo Ta cho kích node Run biểu đồ mạng Hình 5.1 Sơ đồ mạng trường hợp truyền đa chặng Chạy file ketqua.m, kích nút run ta biểu đồ lượng 3D 90 Hình 5.2 Biểu đồ lượng 3D trường hợp truyền đa chặng  Để vẽ biểu đồ thông số lượng file exel E_WSN Ta mở matlab ra, mở phần desktop, tích vào workspace lấy thông số netM kích đúp copy paste vào file Exel biểu đồ exel, lượng tiêu thụ lượt truyền có màu xanh  Hình 5.3 Biểu đồ lượng trường hợp truyền đa chặng Trường hợp thứ Truyền thẳng từ node tới node 91 Sửa hàm CalEnergy2 Exuly lượng có hàng tổng lượng node trường hợp 1, Size kích thước bước thứ trường hợp Để mạng ta chạy hàm run.m Trong hàm run.m sửa thành CalEnergy1 thành CalEnergy2 Cho chạy hàm run.m biểu đồ mạng Hình 5.4 Sơ đồ mạng trường hợp truyền thẳng từ node tới node Cho chạy file ketqua.m biểu đồ 3D trường hợp truyền từ node đến node 92 Hình 5.5 Sơ đồ lượng 3D trình truyền đơn chặng từ node tới node Để vẽ biểu đồ lượng exel , ta vào matlab, lấy thông số netM copy dòng cuối paste vào file E_WSN , biểu đồ lượng truyền từ node đến node có màu đỏ Hình 5.6 Sơ đồ lượng trình truyền đơn chặng từ node tới node 93 5.3 Kết luận Trong phần mô matlab truyền ảnh cách nén ảnh thuật toán JPEG 2000 mạng có đa node lượng tiêu thụ phân tán truyền qua đa node cao so với lượng truyền từ node đến node Do số node 100 mà S=300*500 m, khoảng cách hai node lớn nên lượng truyền tăng số bít lại dựa theo công thức Năng lượng tiêu thụ trình truyền tải bit là: ETX = ɛ e + ɛ adα (5.1) Năng lượng tiêu thụ trình nhận bit là: ERX = ɛ e (5.2) Trong đó: ɛ a lượng tiêu tốn cho bit m2 ɛ e lượng tiêu thụ mạch điện cho bit d khoảng cách phát thu Và 24 tham số tổn hao đường truyền * Các tham số tính toán lượng truyền: Các giá trị thông số mô hình tính toán lượng truyền thông không dây cho sau: ɛ a = 100 x 10-12 J/bit.m2 ɛ e = 50 x 10-9 J/ bit Phạm vi thông tin liên lạc nút d chọn 10m cho tất nút α =2 Nên ta có kết lượng tiêu tán lớn lượng tập trung 94 KẾT LUẬN M2M xu công nghệ mới, có tiềm để phát triển nhiều ngành công nghiệp, chẳng hạn như: y tế, giao thông vận tải, sản xuất, lượng,… Với phương thức kết nối đa dạng, ứng dụng phổ biến lĩnh vực khoa học sống, số lượng thiết bị kết nối M2M tương lai phát triển cách nhanh chóng Đề tài “Nén truyền liệu Multimedia mạng M2M (Machine to machine) " đạt kết sau: - Nghiên cứu, đánh giá tình hình xu hướng ứng dụng giải pháp M2M giới Việt nam - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật M2M - Nghiên cứu áp dụng M2M Việt Nam, xây dựng số ứng dụng như: ứng dụng M2M công nghệ điện toán đám mây vào hệ thống cảnh báo lũ quét; ứng dụng M2M công nghệ điện toán đám mây vào hệ thống thu phí giao thông vận tải; ứng dụng M2M công tác đọc số công tơ điện; ứng dụng M2M vào hệ thống cảnh báo video thông minh - Mô việc nén liệu Multimedia thuật toán JPEG 2000 truyền mạng M2M ( Machine to machine) Trong thời gian tới, đề tài hoàn thiện để phục vụ triển khai dịch vụ M2M Việt Nam để xây dựng sách hỗ trợ nghiên cứu phát triển thiết bị, công nghệ ứng dụng M2M 95 Ghi Từ hình1 đến hình 45 trích từ tài liệu tham khảo thông tin truyền thông TÀI LIỆU THAM KHẢO Briscoe, B., Odlyzko, A., and Tilly, B (2006) IEEE Spectrum, IEEE, pp 34–39, July 2006 Tuexen, M and Stewart, R (2011) Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Chunk Flags Registration RFC 6096 (Proposed Standard), January 2011 Kohler, E., Handley, M., and Floyd, S (2006) Datagram Congestion Control Protocol (DCCP) RFC 4340 (Proposed Standard) Updated by RFCs 5595, 5596, March 2006 Montenegro, G., Kushalnagar, N., Hui, J., and Culler, D (2007) Transmission of IPv6 Packets Over IEEE 802.15.4 Networks RFC 4944 (Proposed Standard), September 2007 Dohler, M., Watteyne, T., Winter, T., and Barthel, D (2009) Routing Requirements for Urban Low-Power and Lossy Networks RFC 5548 (Informational), May 2009 Pister, K., Thubert, P., Dwars, S., and Phinney, T (2009) Industrial Routing Requirements in Low-Power and Lossy Networks RFC 5673 (Informational), October 2009 Brandt, A., Buron, J., and Porcu, G (2010) Home Automation Routing Requirements in Low-Power and Lossy Networks RFC 5826 (Informational), April 2010 Martocci, J., De Mil, P., Riou, N., and Ver-meylen, W (2010) Building Automation Routing Requirements in Low-Power and Lossy Networks RFC 5867 (Informational), June 2010 96 Mizikovsky, S., Wang, Z., and Zhu, H (2007) CDMA 1x EV-DO security Bell Labs Technical Journal, 11 (4), 291–305 10 3GPP TS 33.102 Technical Specification Group Services and System Aspects; 3G Security; Security Architecture (Release 9, 2009) 11 3GPP TS 33.401 Technical Specification Group Services and System Aspects; 3GPP System Architecture Evolution (SAE); Security Architecture (Release 9, 2009) 12 Teofili, S., Mascolo, M.D., Bianchi, G., Salsano, S., and Zugenmaier, A (2008) User plane security alternatives in the 3G evolved Multimedia Broadcast Multicast Service (e-MBMS) Security and Communication Networks, (6), 473– 485 13 Feng, Z., Ning, J., Broustis, I., Pelechrinis, K., Krishnamurthy, S.V., and Faloutsos, M (2011) Coping with packet replay attacks in wireless networks IEEE Communications Society Conference on Sensor, Mesh and Ad Hoc Communications and Networks (SECON), 2011 14 Cakulev, V and Sundaram, G (2011) IBAKE: Identity Based Authenticated Key Agreement, Internet draft, http://tools.ietf.org/html/draftcakulev-ibake-03 15 Simon, D., Aboba, B., and Hurst, R (2008) The EAP-TLS Authentication Protocol RFC 5216 16 3GPP TR 23.888 System improvements for Machine-Type Communications (MTC) (to be published in 2012) 17 ETSI TS 102 690 Machine-To-Machine Communications (M2M); Functional Architecture (Release 1, 2010) 18 Tuexen, M and Stewart, R (2011) Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Chunk Flags Registration RFC 6096 (Proposed Standard), January 2011 97 ... gắn vào mạng, quản lý di động thực Như mạng theo dõi vị trí thiết bị với địa điểm chi tiết Sau mạng thiết lập kết nối đến thiết bị cách phân trang thiết bị khu vực Để bắt đầu truyền liệu, mạng. .. ảnh hưởng nhiều đến hiệu truyền thông liệu Tối ưu hóa thiết lập kết nối liệu cho ứng dụng M2M khác phụ thuộc vào mô hình truyền thông liệu Yêu cầu tối ưu hóa thiết bị gửi liệu khác biệt so với thiết... Tuy nhiên, phần tập trung vào nhà điều hành mạng công cộng với vai trò cung cấp liệu thông tin liên lạc Như vậy, nhà điều hành mạng xem nhà cung cấp dịch vụ truyền thông liệu riêng cho dịch vụ M2M