Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3Mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IOT cho cảnh báo cháy rừng với phần mềm NS3
i HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG - TRẦN THỊ QUỲNH MÔ PHỎNG, THỬ NGHIỆM MẠNG CẢM BIẾN IOT CHO CẢNH BÁO CHÁY RỪNG VỚI PHẦN MỀM NS – LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2018 ii HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THƠNG - TRẦN THỊ QUỲNH MÔ PHỎNG, THỬ NGHIỆM MẠNG CẢM BIẾN IOT CHO CẢNH BÁO CHÁY RỪNG VỚI PHẦN MỀM NS – CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN QUÝ NAM HÀ NỘI - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung trình bày luận văn kiến thức tơi tích lũy q trình học tập, nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn thầy Ts Trần Quý Nam Các nghiên cứu luận văn dựa tổng hợp lí thuyết mơ thực tế mình, khơng chép từ luận văn khác Mọi thơng tin trích dẫn đƣợc tn theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng tài liệu tham khảo Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với nội dung đƣợc viết luận văn Học viên Trần Thị Quỳnh ii LỜI CẢM ƠN Với tất lòng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới Thầy giáo Ts Trần Quý Nam, ngƣời tận tình dạy dỗ hƣớng dẫn em q trình hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo, Cô giáo công tác Học viện Cơng nghệ bƣu viễn thơng, ngƣời tận tình giảng dạy, truyền thụ cho em kiến thức khoa học trình học tập trƣờng Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, sát cánh em trình học tập thực đề tài Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2018 Học viên Trần Thị Quỳnh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ IOT, ỨNG DỤNG CỦA MẠNG IOT 1.1 Định nghĩa IoT .3 1.1.1 Khái niệm IoT 1.1.2 Đặc tính yêu cầu mức cao hệ thống IoT 1.1.3 Cơ sở kỹ thuật IoT 1.1.4 Kiến trúc IoT 11 1.2 Ứng dụng IoT 14 1.2.1.Giải pháp nhà thông minh 15 1.2.2 IoT cho lĩnh vực nông nghiệp 17 1.2.3.Chăn ni xác trang trại thông minh .20 1.3 IoT với cảnh báo cháy rừng .21 1.4 Kết luận chƣơng 22 CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MỘT MẠNG CẢM BIẾN IOT CHO CẢNH BÁO CHÁY RỪNG .23 2.1 Kiến trúc mạng cảm biến IoT cho cảnh báo cháy rừng .23 2.1.1 Tổng quan mạng cảm biến 23 2.1.2 Kỹ thuật xây dựng mạng cảm biến 25 2.1.3 Kiến trúc mạng cảm biến IoT 26 2.1.4 Kiến trúc mạng cảm biến IoT cho cảnh báo cháy rừng 32 2.2 Kỹ thuật thu thập truyền liệu trung tâm 36 2.2.1 Giao thức định tuyến trung tâm liệu 37 iv 2.2.2 Giao thức định tuyến phân cấp 37 2.2.3 Giao thức định tuyến dựa vị trí 39 2.2.4 Giao thức LEACH phƣơng pháp chuyển tiếp liệu mạng cảm biến IoT .39 2.2.5 Giao thức LEACH-C .48 2.3 Kỹ thuật đo đạc, phân tích, cảnh báo cháy rừng 51 2.3.1 Mùa cháy rừng 51 2.3.2 Xác định khả cháy rừng theo số Angstrom (Thụy Điển) 52 2.3.3 Dự báo cháy rừng theo số tổng hợp V G Nesterov 52 2.4 Kết luận chƣơng 55 CHƢƠNG 3: MÔ PHỎNG, THỬ NGHIỆM MỘT MẠNG CẢM BIẾN CẢNH BÁO CHÁY RỪNG 56 3.1 Phần mềm mô NS-3 56 3.1.1 Giới thiệu phần mềm mô NS – 56 3.1.2 Cài đặt mô 57 3.2 Kiến trúc mạng mô thử nghiệm 60 3.2.1 Mơ hình kiến trúc mạng 60 3.2.2 Các thành phần cảm biến sử dụng mạng IoT .61 3.3 Xây dựng kịch thử nghiệm 62 3.4 Mô hoạt động đánh giá kết 62 3.4.1 Mô hoạt động .62 3.4.2 Đánh giá kết mô 66 3.5 Kết luận chƣơng 67 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt Nghĩa tiếng anh Nghĩa tiếng việt ADC Analog to Digital Chuyển đổi tƣơng tự - số ADV Advertisement Nút chủ quảng bá tin Advanced Message Queuing Protocol Một chuẩn mở cho việc truyền thông điệp kinh doanh ứng dụng tổ chức Business Process Management Quản lý quy trình nghiệp vụ AMQP BPM BRM BS Basic Station Trạm (nút) BSS Business Support Systems Hệ thống hỗ trợ toán CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CH Cluster - head Nút chủ 10 CSMA Carrier Sense Multiple Access Đa truy cập nhận biết sóng mang phát xung đột 11 D2D Device - to - device Thiết bị với thiết bị 12 D2S Device - to - Server Thiết bị đến máy chủ 13 DDS Data Distribution Service Dịch vụ phân phối liệu 14 HTTP HyperText Transfer Protoc ol Giao thức để trao đổi chuyển siêu văn 15 IoT Internet of Thing Mạng lƣới vạn vật kết nối 16 Ip Internet Protocol address Một nhãn số gán cho thiết bị kết nối với mạng máy tính 17 LAN Local area network Mạng cục 18 LEACH Low - Energy Adaptive Clustering Hierarchy Giao thức định tuyến phân cấp 19 M2M Machine - to - Machine Máy đến máy 20 MAC Media Access Control Giao thức điều khiển truy nhập 21 MQTT Message Queue Telemetry Giao thức kết nối máy tính Business Relationship Manager Quản lý quan hệ kinh doanh vi Transport với máy (M2M) / "Internet of Things" 22 OSS Operational Support Systems Hệ thống hỗ trợ hoạt động 23 PAN Personal area network Mạng cá nhân Power- Efficient Gathering 24 PEGASIS in Sensor Information Systems Tập trung hiệu suất lƣợng hệ thống thông tin cảm biến 25 QoS Quanlity of Service Định tuyến theo chất lƣợng dịch vụ 26 REQ Join Request Yêu cầu kết nối 27 RFID Radio-frequency identification Nhận dạng tần số vô tuyến 28 S2S Server - to - server Máy chủ đến máy chủ 29 SMP 30 SQDDP Sensor Query and Data Dissemiation Giao thức phân phối liệu truy vấn cảm biến 31 TADAP Task Assignment and Data Advertisement Giao thức quảng bá định nhiệm vụ cho sensor 32 TCP 33 TDMA Time-division multiple access Phƣơng pháp truy cập kênh 34 UDP User Datagram Protocol Giao thức gói ngƣời dùng 35 WAN Wide area network Mạng diện rộng 36 WLAN Wireless local area network Mạng không dây cục 37 WPAN Wireless personal area network Mạng cá nhân có kết nối khơng dây 38 WSNs Wireless sensor networks Các mạng cảm biến không dây 39 XMPP Sensor Management Protocol Transmission User Datagram Protocol Extensible Messaging and Presence Protocol Giao thức quản lý mạng cảm biến Giao thức điều khiển truyền tải Một giao thức; tiêu chuẩn cho phép hệ thống nói chuyện với vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: So sánh chuẩn truyền thông không dây Bảng 2.1: Dẫn số suy hao đƣờng truyền vật liệu nhà theo tần số .34 Bảng 2.2: Chế độ khô ẩm Việt Nam 51 Bảng 2.3: Đánh giá khả cháy rừng theo số Angstrom 52 Bảng 2.4: Cách tính tổng hợp tiêu P 53 Bảng 2.5: Bảng tra điểm sƣơng 53 Bảng 2.6: Cấp nguy cháy rừng theo số P .54 Bảng 2.7: Hệ số hiệu chỉnh P có gió 54 Bảng 3.1: Các trƣờng hợp mô 62 Bảng 3.2: Trƣờng hợp mô thay đổi số Cluster 65 viii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Internet of Thing Hình 1.2: Sự gia tăng nhanh chóng giao tiếp máy - máy .4 Hình 1.3: Ví dụ MQTT Hình 1.4: Ví dụ XMPP Hình 1.5: Năng lực truyền thông Hình 1.6: Một số loại cảm biến hay gặp 10 Hình 1.7: Đáp ứng thời gian cho ứng dụng IoT 10 Hình 1.8: Sơ đồ khối giảm thể khối xây dựng IoT 11 Hình 1.9: Các khối xây dựng IoT 13 Hình 1.10: Các lớp IoT .14 Hình 1.11: Tổng quan ứng dụng IoT 15 Hình 1.12: Ngơi nhà thơng minh .15 Hình1.13: Máy móc nơng nghiệp ứng dụng IoT 17 Hình 1.14: Ứng dụng IoT để tính tốn xác hiệu sử dụng phân bón 18 thuốc trừ sâu 18 Hình 1.15: Dữ liệu sản lƣợng vị trí cụ thể cánh đồng giúp xác định phƣơng án canh tác tối ƣu hiệu 19 Hình 1.16: Chiếc vòng cảm biến đếm bƣớc chân bò liên tục 10 năm .20 Hình 2.1: Các thành phần nút cảm biến 24 Hình 2.2: Cấu trúc phẳng mạng cảm biến IoT 27 Hình 2.3: Cấu trúc tầng mạng cảm biến IoT 27 Hình 2.4: Cấu trúc phân cấp mạng cảm biến IoT 28 Hình 2.5: Kiến trúc giao thức mạng cảm biến .30 Hình 2.6: Mơ hình truyền sóng 33 Hình 2.7: Đồ thị so sánh giao thức truyền dẫn không dây phổ biến [22] 35 Hình 2.8: Mạng đơn bƣớc mạng đa bƣớc 36 Hình 2.9: Giao thức LEACH 39 57 3.1.2 Cài đặt mô * Hệ điều hành Hệ điều hành sử dụng Linux Ubuntu 16.04 phiên 32 bit chạy máy ảo tạo phần mềm VMWare 10 * Cài đặt phần mềm mô NS -3 NS3 đƣợc viết ngơn ngữ lập trình C++ Python Thƣ viện NS3 đƣợc gói Python C++ tiêu đề để gccxml pygccxml tự động tạo tƣơng ứng C++ ràng buộc tập tin đƣợc cuối biên dịch vào mơ-đun NS3 Python Nó cho phép ngƣời dùng tƣơng tác với C++ Đầu tiên cần cài đặt gói cần thiết thƣ viện cần thiết để chạy NS3 Linux Ubuntu Nhấn Ctrl + Alt + T để mở thiết bị đầu cuối đăng nhập bắt đầu Sudo Chỉ cần chép lệnh sau terminal Cài đặt trình biên dịch yêu cầu gói bổ sung apt-get install gcc g++ python apt-get install gcc g++ python python-dev apt-get install mercurial python-setuptools git qt4 công cụ phát triển cần thiết cho Netanim animator apt-get install qt4-dev-tools libqt4-dev Gói biên dịch apt-get install cmake libc6-dev libc6-dev-i386 g++-multilib Công cụ gỡ lỗi, valgrind để gỡ lỗi nhớ apt-get install gdb valgrind Thƣ viện Khoa học GNU (GSL) hỗ trợ mơ hình lỗi WiFi xác apt-get install gsl-bin libgsl2 libgsl-dev Cho phân tích cú pháp flex máy phân tích cú pháp bison apt-get install flex bison libfl-dev Để đọc gói tin pcap dấu vết apt-get install tcpdump Cơ sở liệu hỗ trợ cho khuôn khổ thống kê 58 apt-get install sqlite sqlite3 libsqlite3-dev Cho hỗ trợ thƣ viện Xml apt-get install libxml2 libxml2-dev Để tạo giao diện đồ họa ngƣời dùng sudo apt-get install libgtk2.0-0 libgtk2.0-dev Cho máy ảo ns-3 apt-get install vtun lxc Để sửa đổi mã nguồn apt-get install uncrustify Để chỉnh sửa hình ảnh texlive cho tài liệu apt-get install doxygen graphviz imagemagick apt-get install texlive texlive-extra-utils texlive-latex-extra texlive-fontutils texlive-lang-portuguese dvipng sudo apt-get install python-sphinx dia Cho visualizer pyviz 1.apt-get install python-pygraphviz python-kiwi python-pygoocanvas libgoocanvas-dev ipython Cho module openflow apt-get install libboost-signals-dev libboost-filesystem-dev Cho mô phân tán dựa MPI 1.apt-get install openmpi-bin openmpi-common openmpi-doc libopenmpi-dev Tạo thƣ mục NS3 dƣới thƣ mục opt để tải tập tin ns3 cd /opt mkdir NS3 cd NS3 hg clone http://code.nsnam.org/ns-3-allinone Khi lệnh hg (Mercurial) thực thi, thấy nhƣ hiển thị dƣới destination directory: ns-3-allinone requesting all changes 59 adding changesets adding manifests adding file changes added 26 changesets with 40 changes to files files updated, files merged, files removed, files unresolved Sau lệnh clone hồn thành, tìm thƣ mục ns-3-allinone thƣ mục /opt/NS3 Chạy tệp python để tải xuống xây dựng phân phối NS3 cd ns-3-allinone ./download.py -n ns-3-dev Sau trình tải xuống hồn tất, tìm thấy số thƣ mục mới/ opt/ NS3/ns3-allinone nhƣ dƣới đây: build.py* constants.pyc download.py* nsc/ constants.py dist.py* ns-3-dev/ pybindgen/ util.py Xây dựng gói build.py ./build.py Cấu hình với waf cd ns-3-dev CXXFLAGS="-O3" /waf configure ./waf -d optimized configure; /waf ./waf enable-examples configure ./waf enable-tests configure Xác minh cài đặt ./test.py Sẽ nhận đƣợc đầu nhƣ dƣới đây: PASS: TestSuite histogram PASS: TestSuite ns3-wifi-interference PASS: TestSuite ns3-tcp-cwnd PASS: TestSuite ns3-tcp-interoperability PASS: TestSuite sample README util.pyc 60 3.2 Kiến trúc mạng mô thử nghiệm 3.2.1 Mô hình kiến trúc mạng Đề mục cung cấp mơ hình thiết kế cho hệ thống giám sát cảnh báo cháy rừng sử dụng mạng cảm biến IoT dựa yêu cầu hệ thống đƣợc đề cập đề mục trên, phần tập trung trình bày mơ hình tổng qt hệ thống nhƣ Hình 3.2 nguyên tắc hoạt động thành phần hệ thống Hệ thống cảm biến đƣợc đặt rừng, khoảng cách cảm biến theo tiêu chuẩn kỹ thuật Internet Trƣờng cảm biến Trung tâm xử lý hiển thị cấp cảnh báo lên web Nút gốc Database Ứng dụng web Dữ liệu ban đầu Dữ liệu tổng hợp Node chủ cấp Node cảm biến Hình 3.2: Mơ hình kiến trúc mạng IoT giám sát cảnh báo 61 3.2.2 Các thành phần cảm biến sử dụng mạng IoT Khối nguồn Khối phát sóng Cảm biến nhiệt độ Khối xử lý trung tâm Cảm biến sức gió Cảm biến xác định độ ẩm Cảm biến lƣợng mƣa Cảm biến khói Hình 3.3: Mơ hình nút mạng cảm biến Nhằm đáp ứng nhu cầu giám sát cảnh báo cháy rừng, nút cảm biến cần có khả thu thập số loại liệu khác nhƣ ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, khói xử lý tín hiệu truyền gói tin nút thu thập liệu trung tâm Đề mục nêu thành phần phần cứng quan trọng nút cảm biến Cấu trúc tổng quát nút cảm biến nhƣ Hình 3.3 Chúng hoạt động với dựa nguyên tắc bản: thiết bị cảm biến sau đƣợc khởi động ln ln gửi tin tới khối xử lý trung tâm để yêu cầu liên kết tham gia vào mạng, khối xử lý trung tâm luôn lắng nghe thiết lập kết nối với cảm biến có yêu cầu tham gia vào mạng Khi hoàn tất việc kết nối khối xử lý trung tâm mạng ln sẵn sàng nhận liệu từ cảm biến sau giây Sau vai trò hoạt động chi tiết thành phần * Cảm biến (Nhiệt độ, độ ẩm, sức gió …) Ngay vừa khởi động, cảm biến bắt đầu tìm kiếm khối xử lý trung tâm để thực kết nối Sau phát khối xử lý trung tâm cố gắng liên kết mạng Trong trình hoạt động khối xử lý trung tâm hoạt động chế độ 62 công suất thấp để tiết kiệm lƣợng Mặt khác liên tục tính tốn thông số môi trƣờng nhờ loại cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, để gửi cho Khối xử lý trung tâm xử lý * Khối xử lý trung tâm Đầu tiên hệ thống khởi tạo phần cứng, chuẩn giao tiếp, liên kết mạng Sau khởi tạo thành cơng khối xử lý trung tâm thực việc lắng nghe chờ kết nối nhằm phát cảm biến muốn gia nhập vào mạng Sau nhận liệu gửi từ cảm biến khối xử lý trung tâm đọc liệu sau tiến hành trình truyền liệu theo thuật toán định tuyến mà ngƣời dùng lựa chọn [17] 3.3 Xây dựng kịch thử nghiệm Các sensor có chức thu thập thơng số mơi trƣờng: Nhiệt độ, độ ẩm, sức gió, khói…đƣợc đặt khu rừng với diện tích khoảng 100.000m2, sensor đƣợc đặt cách khoảng 100m Bằng cách thay đổi vùng phủ sóng lƣợng cấp cho nút Ta mô theo kịch sau: Bảng 3.1: Các trƣờng hợp mô Kịch Số nút Độ rộng trƣờng cảm biến Năng lƣợng Số Clusters (KB1) 100 (x=1000; y=1000) 2J/Nút (KB2) 100 (x=500; y=500) 2J/Nút (KB3) 100 (x=1000; y=1000) 4J/Nút 3.4 Mô hoạt động đánh giá kết 3.4.1 Mô hoạt động Trong ba kịch xây dựng nhƣ ta thay đổi vùng phủ sóng lƣợng cấp cho nút 63 Số nút sống theo thời gian Hình 3.4: Số nút sống theo thời gian LEACH kịch Ở KB1 KB2, đƣa giảm vùng cảm biến xuống ½, mức (500,500) giao thức LEACH hoạt động gần nhƣ tƣơng đƣơng Tuy nhiên KB2 lại có thời gian sống lâu KB1 nhìn vào biểu đồ KB2 tốt KB1 gần suốt trình KB3 tăng lƣợng ban đầu nút lên 4J (x2), nhìn biểu đồ ta thấy KB3 có thời gian sống tốt So sánh tỷ lệ nút chết theo thời gian KB3 có tỷ lệ thấp KB1 KB2 64 Dữ liệu gửi tới BS theo thời gian Hình 3.5: Dữ liệu gửi tới BS LEACH kịch Nhìn biểu đồ Hình 3.6 ta nhận thấy, KB1 KB2 có đƣờng minh họa: Dữ liệu từ node gửi tới BS KB đạt đƣợc mức 38352 bits cho KB1 42007 bits cho KB2, mức lƣợng, số nút cảm biến nhƣ nhƣng kịch cho kết tốt giảm độ rộng trƣờng cảm biến Tại KB3 cho thấy liệu truyền hoàn toàn vƣợt trội ta tăng lƣợng ban đầu nút lên 4J, lấy % Clusters = % số nút mạng 65 Xây dựng kịch ta thay đổi số Clusters Bảng 3.2: Trƣờng hợp mô thay đổi số Cluster Kịch Số nút Độ rộng trƣờng cảm biến Năng lƣợng Số Cluster (KB1) 100 (x=1000; y=1000) 4J/Nút (KB2) 100 (x=1000; y=1000) 4J/Nút 10 (KB3) 100 (x=1000; y=1000) 4J/Nút 15 Trong ba kịch ta thay đổi số Clusters Hình 3.6: Dữ liệu gửi tới BS LEACH kịch Nhìn biểu đồ Hình 3.7 ta nhận thấy, KB4 KB5 có đƣờng minh họa: Dữ liệu từ node gửi tới BS KB4 KB5 nhiều so với liệu gửi BS KB3 cụ thể là: KB4 gửi 33142 bits liệu tới BS, KB5 gửi 20731 bits liệu tới BS, KB3 gửi 78559 bits liệu 66 Hình 3.7: Số nút sống theo thời gian LEACH kịch Nhìn biểu đồ Hình 3.8 ta nhận thấy thời gian sống mạng KB3 vƣợt hẳn thời gian sống mạng KB4 KB5 cụ thể là: KB4 1065s KB5 1080s KB3 1200s 3.4.2 Đánh giá kết mô Trong kịch KB1, KB2, KB3 ta thay đổi vùng phủ sóng lƣợng cấp cho nút ta nhận thấy rằng: - Việc thay đổi lƣợng ban đầu cho nút cảm biến có ảnh hƣởng lớn đến thời gian sống toàn mạng liệu gửi BS - Việc thay đổi độ rộng vùng phủ sóng có ảnh hƣởng đến thời gian sống toàn mạng liệu gửi BS việc thay đổi lƣợng cho nút cảm biến Trong kịch KB3, KB4, KB5 ta thay đổi số Cluster mà giữ nguyên lƣợng cấp ban đầu cho cảm biến độ rộng trƣờng cảm biến ta thu đƣợc kết quả: 67 Kịch Dữ liệu gửi BS (bits) Số Cluster (KB3) 78559 (KB4) 33142 10 (KB5) 20731 15 Bảng 3.3: Kết gửi BS thay đổi số Cluster Hình 3.8: Biểu đồ so sánh mức gửi liệu kịch Nhìn vào biểu đồ so sánh mức gửi liệu BS kịch ta nhận thấy số Cluster khoảng Cluster cho kết truyền liệu tốt 3.5 Kết luận chƣơng Trong chƣơng luận văn đƣa mơ hình thiết kế cho hệ thống giám sát cảnh báo cháy rừng sử dụng mạng cảm biến IoT Xây dựng đƣợc kịch thử nghiệm, mô hoạt động đánh giá phần hiệu giao thức định tuyến LEACH việc truyền liệu BS, chƣơng tập trung vào mô giao thức LEACH dựa công cụ mô NS3.26 Đây công cụ đƣợc sử dụng phổ biến nhờ tính linh hoạt khả mô hệ thống phức tạp Thông qua kết kịch mô phỏng, chƣơng đƣa số nhận xét đánh giá ảnh hƣởng lƣợng, độ rộng trƣờng cảm biến, việc lựa chọn số Cluster hệ thống mạng Từ ta lựa chọn kiến trúc mạng cho phù hợp với giao thức sử dụng để truyền liệu phục vụ công tác cảnh báo cháy rừng 68 KẾT LUẬN Cảnh báo cháy rừng đóng vai trò quan trọng cơng tác bảo vệ rừng Nhờ có cảnh báo sớm, biết đƣợc mức độ nguy xảy cháy rừng để từ chủ động phƣơng án đối phó nhƣ giảm thiểu tối đa thiệt hại mà cháy rừng gây Ngày nay, có nhiều loại cảm biến giúp đo: nhiệt độ, độ ẩm khơng khí, lƣợng mƣa, sức gió ….Căn vào kết đo, ta đƣa đƣợc dự báo nguy cháy rừng Một mạng cảm biến IoT góp phần đắc lực cho mục đích thu thập thông tin (nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, ), chuyển tiếp liệu thu đƣợc trung tâm xử lý để đƣa cảnh báo sớm nguy bùng phát cháy Các kết nghiên cứu đạt - Nghiên cứu tổng quan mạng cảm biến IoT, kiến trúc mạng, cấu trúc cảm biến thu thập liệu, tóm lƣợc vấn đề truyền liệu mạng cảm biến IoT - Nghiên cứu xây dựng kiến trúc mạng cảm biến IoT, phƣơng pháp chuyển tiếp liệu mạng cảm biến IoT - Xây dựng mơ hình mơ triển khai thử nghiệm mạng cảm biến IoT áp dụng vào thực tiễn công tác giám sát, đo đạc tham số môi trƣờng nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, để dự báo nguy cháy rừng cảnh báo sớm Hướng phát triển tiếp Là toán sở để phát triển tốn phát hiện, mơ cháy rừng thực tế, ví dụ nhƣ áp dụng cảnh báo mô cháy rừng núi Luốt Trƣờng Đại học Lâm nghiệp khu rừng khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Cục kiểm Lâm (2016), Số liệu cháy rừng, Hà Nội [2] Nguyễn Đức Chiến, Vũ Quý Điềm, Phạm Văn Tuân, Đỗ Lê Phú;[1807] Giáo trình cảm biến; NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Lê Văn Doanh, Phạm Việt Hàn, Nguyễn Văn Hóa, Võ Thạch Sơn, Đồn Văn Tân (1809), Các cảm biến kỹ thuật đo lưu lượng điều khiển; NXB Khoa học Kỹ thuật [4] Phạm Ngọc Hƣng (1994), Phòng cháy chữa cháy rừng, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội [5] Phạm Ngọc Hƣng (1988), Xây dựng phương pháp dự báo cháy rừng Thông nhựa (Pinus merkusii J.) Quảng Ninh, Luận án PTS Khoa học Nông nghiệp, Hà Nội [6] Trịnh Minh Phƣơng (2016), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ IoT cho giám sát môi trường, Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Vƣơng Văn Quỳnh (2002), Bài giảng khí tượng thuỷ văn rừng dùng cho cao học lâm nghiệp, Trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội [8] Thái Văn Trừng (1978), Thảm thực vật rừng Việt Nam, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [9] Nguyễn Hữu Tiến, Trƣơng Cẩm Hồng (1809), Các kỹ thuật kết nối mạng không dây, NXB Thống kê, Hà Nội [10] TS Lê Nhật Thăng, TS Nguyễn Quý Sỹ, (1807) Các kỹ thuật phân nhóm mạng cảm biến vơ tuyến, Tạp chí Bƣu viễn thơng, số 301 Tiếng Anh [11] Asar Ali, Zeeshan Akbar, (1809), “Evaluation of AODV and DSR Routing Protocols of WSN for Monitoring Applications”, Master’s Thesis, Karlskrona [12] Luigi Atzori, Antonio Iera, Giacomo Morabito, Internet of Things: A survey, Computer Networks 54 (2010) 2787–2805 [13] Nirupama Bulusu, Sanjay Jha, (1805), Wireless Sensor Networks, ARTECH HOUSE [14] Debnath Bhattacharyya, Tai-hoon Kim, Subhajit Pal, (1810), A Comparative Study of Wireless Sensor Networks and Their Routing Protocols, 10506-10523; doi:10.3390/s101210506 [15] Everton Cavalcante, Marcelo Pitanga Alves, An Analysis of Reference Architectures for the Internet of Things, Corba 2015 [16] Parth M Dave, Purvang D Dalal, (1813), Simulation & Performance Evaluation of Routing Protocols in Wireless Sensor Network, IJARCCE, Volume 2, Issue [17] Anna Ha’c, (May 1812), Wireless Sensor Network Designs, University of Hawaii at Manoa, Honolulu, USA, John Wiley & Sons Ltd [18] Xuxun Liu, (1812), A Survey on Clustering Routing Protocols in Wireless Sensor Networks, 12, 11113-11153; doi: 10.3390/s118811113 [19] Monica R Mundada, Savan Kiran, Shivanand Khobanna, Raja Nahusha Varsha, Seira Ann George, (May 1812) “A Study on Energy Efficient Routing Protocols in Wireless Sensor Networks”, IJDPS, Volume 3, No [20] Thammakit Sriporamanont and Gu Liming, (1806), Wireless Sensor Network Simulator, Master’s Thesis in Electrical Engineering Technical Report [21] Dr Ovidiu Vermesan, Dr Peter Friess, Patrick Guillemin, Internet of Things Strategic Research Roadmap, 2009 Strategic Research Agenda, The IoT European Research Cluster - European Research Cluster on the Internet of Things (IERC) [22] Jennifer Yick, Biswanath Mukhejee, Dicpak Ghosal, (1807), Wireless sensor network survey, University of California, Davis, CA 95616, United States [23] Thomas William, Colin Kelley, (1814), “An Interactive Ploting Program – GNUPLOT 5.1”, Dick Crowford, Version 5.0 Website [24] http://canhsatpccc.gov.vn [25] https://www.cisco.com [26] http://www.c-sharpcorner.com [27] https://electronicsofthings.com [28] https://www.ibm.com/internet-of-things/ [29] https://iotvietnam.com [30] http://iot.dtt.vn/InternetofThings.html [31] http://www.nsnam.org [32] https://smarthome.worldtech.vn [33] http://vietnamnet.vn/vn/cong-nghe/ung-dung/ung-dung-internet-van-vatvao-trong-lua-chan-bo-369581.html [34] https://vi.wikipedia.org ... dụng công nghệ IoT, thiết kế mạng cảm biến IoT cho cảnh báo cháy rừng khả mô phỏng, thử nghiệm mạng cảm biến IoT với phần mềm mô NS - để biết đƣợc khả truyền nhận liệu mạng cảm biến để từ đánh... văn Nội dung luận văn nghiên cứu, xây dựng mô thử nghiệm phần mềm mô NS-3 cho mạng cảm biến IoT phục vụ cho việc cảnh báo sớm cháy rừng Hiện nay, nhiều hệ thống cảnh báo cháy rừng đƣợc nghiên... - TRẦN THỊ QUỲNH MÔ PHỎNG, THỬ NGHIỆM MẠNG CẢM BIẾN IOT CHO CẢNH BÁO CHÁY RỪNG VỚI PHẦN MỀM NS – CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG